Sintesi proteica
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La sintesi proteica (nota anche come traduzione genica) costituisce la seconda fase del processo di espressione genica, ovvero il processo in cui l'informazione contenuta nel DNA dei geni viene convertita in proteine che svolgono nella cellula un'ampia gamma di funzioni.
Nella sintesi proteica un filamento di RNA messaggero, prodotto a partire da un gene sul DNA attraverso il processo di trascrizione, è usato come stampo per la produzione di una specifica proteina. La relazione tra triplette di basi dell'RNA e gli amminoacidi delle proteine è definito codice genetico.
Indice |
[modifica] Componenti coinvolti
- Il ribosoma, composto da rRNA e proteine ribosomiali.
- L'RNA messaggero (mRNA).
- L'RNA transfer (tRNA), una corta catena di RNA (74-93 nucleotidi) che è legata covalentemente ad un dato amminoacido, costituendo un amminoacil-t-Rna.
- Le Amminoacil tRNA sintetasi, enzimi che catalizzano la formazione del legame ad alta energia tra un dato amminoacido e l'RNA transfer corrispondente.
- Diverse altre proteine.
[modifica] Fasi
La sintesi procede in tre fasi: inizio, crescita e termine del polipeptide.
L'inizio della sintesi vede i ribosomi legarsi al codone di avvio (start) dell'mRNA, che indica il punto in cui l'mRNA comincia a codificare la proteina. Questo codone è generalmente AUG (adenina-uracile-guanina), ma codoni diversi sono frequenti nei procarioti. Negli eucarioti e negli archeobatteri l'amminoacido corrispondente al codone di avvio è la metionina. Nei batteri invece la proteina inizia con la N-formil-metionina, un amminoacido modificato il cui gruppo amminico è impedito a formare legami peptidici da un gruppo formile. Nei procarioti, il corretto legame tra il ribosoma e l'mRNA è facilitato dall'accoppiamento di una serie di basi nota come sequenza di Shine-Dalgarno, che si trova tra 8 e 13 nucleotidi prima del codone di avvio.
Il tRNA iniziatore, sia che rechi metionina o N-formil-metionina, accoppia le sue basi con quelle del codone di avvio e si lega al sito P del ribosoma. La sub-unità maggiore forma quindi un complesso con quella minore. A questo punto avviene l'allungamento. Un nuovo tRNA entra sul sito A del ribosoma ed accoppia le sue basi con quelle dell'mRNA. L'enzima peptidil transferasi crea un legame peptidico tra gli amminoacidi vicini. Appena questo accade, l'amminoacido sul sito P si stacca dal suo tRNA e si lega al tRNA sul sito A. Il ribosoma quindi si muove lungo l'mRNA spostando il tRNA dal sito A al sito P liberando nel contempo il tRNA vuoto. Questo processo è noto come traslocazione.
Questo processo continua finché il ribosoma non incontra uno dei tre possibili codoni di arresto (stop), che sono UAG, UAA, UGA. Questa è la fase di terminazione. La crescita della proteina si interrompe ed i fattori di rilascio, proteine che simulano l'azione del tRNA, si legano al sito A e liberano la proteina nel citoplasma.
La sintesi delle proteine può avvenire molto rapidamente. Questo avviene perché più ribosomi possono legarsi ad un filamento di mRNA consentendo quindi la costruzione simultanea di più proteine. Un filamento di mRNA con più ribosomi è chiamata polisoma.
Infine, dato che i procarioti non hanno nucleo, un filamento di mRNA può essere tradotto in proteina mentre viene creato per trascrizione dal DNA. Questo non è possibile negli eucarioti, in cui la traduzione avviene nel citoplasma mentre la trascrizione avviene nel nucleo cellulare.
[modifica] Interruzione della sintesi
È possibile bloccare specificamente la sintesi proteica facendo usare inibitori specifici quali l'anisomicina e la cicloesimmide. La traduzione può anche essere bloccata per effetto di mutazioni genetiche come ad esempio le mutazioni con slittamento di fase (frame shift) le quali, possono essere ottenute con la delezione (o l'inserzione) di un singolo paio di basi.
[modifica] Voci correlate
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