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Dal DNA alle Proteine: Traduzione del
Messaggio Genetico
La considerazione iniziale è che ci sono 4
basi azotate e 20 amminoacidi
Se ogni base codificasse
per 1 amminoacido avremmo 4
amminoacidi (41)
Se ogni coppia di basi
codificasse per 1
amminoacido avremmo 16 amminoacidi
(42)
Se 3 basi codificassero
per 1 amminoacido avremmo 64 amminoacidi
(43)
La traduzioneLa traduzione
Dal linguaggio dei nucleotidi (DNA e RNA) a quello degli amminoacidi
(PROTEINE)
Il CODICE GENETICO e’:
letto a triplette. Ciascuna tripletta di nucleotidi, chiamata codone, codifica per un amminoacido. Il codone rappresenta l’unita’ di base del codice genetico.
pressoché universale escluse poche eccezioni i codoni per gli amminoacidi sono identici in tutte le specie esaminate.
degenerato perché più di un CODONE può codificare per lo stesso amminoacido; soltanto la metionina ed il triptofano hanno un solo codone. Degenerato non significa impreciso.
La decifrazione del CodiceLa decifrazione del Codice
AAAAAA AAAAAA AAAAAA
CCCCCC CCCCCC CCCCCC
LysLys LysLys LysLys
mRNA sinteticomRNA sintetico PolipetidePolipetide
Esperimenti in vitro di Nirenberg Esperimenti in vitro di Nirenberg 19611961
GGG
GGG
GGG
GGG
GGG
GGG
Estr
att
o c
ellu
lare
batt
eri
co
Estr
att
o c
ellu
lare
batt
eri
co
+
+
+
+ GlyGly GlyGly GlyGly
Seguirono poi esperimenti più Seguirono poi esperimenti più complessicomplessi
UUU
UUU
UUU
UUU
UUU
UUU
PhePhe PhePhe PhePhe
ProPro ProProProPro
La degenerazione è, in realtà, anche un sistema di difesa dalle mutazioni puntiformi spontanee che se
colpiscono la terza base possono non alterare la sequenza aminoacidica e quindi la conformazione
tridimensionale e l'efficienza della proteina.
IL SIGNIFICATO DELLA DEGENERAZIONE
GUU
GUC
GUA
GUG
VALINA
CCU
CCC
CCA
CCG
PROLINA
Per quasi tutti gli amminoacidi esiste più di una tripletta che lo codifichi
Questa ridondanza del codice riduce la probabilità che una mutazione nella sequenza nucleotidica porti a gravi
cambiamenti nella proteina
Una mutazione in terza base generalmente non ha conseguenze
Il codice è degeneratoIl codice è degenerato
Il codice è universale?Il codice è universale?
In alcuni organismi o nei mitocondri alcuni codoni hanno significati diversi
LA SINTESI PROTEICA
AccettorePeptidilico
INIZIO
Arriva l’mRNA sulla Subunità minore delribosoma
In realtà, nei batteri, la sintesi proteica inizia con N-formilmetionina e non con la metionina. Un enzima specifico formila la metionina dopo che essa è stata legata al t-RNA.
Avanzamento dell’mRNA
Posizionamento della subunità maggiore di RNA
Inserimento amminoacido corrispondente
Lettura della seconda tripletta
Posizionamento dei 2 tRNA nei rispettivi siti del Ribosoma
Evidenzia la posizione dei 2 amminoacidi
Il tRNA lascia il sito P e non ha
più l’amminoacido
I due amminoacidi restano legati
Lettura di una nuova tripletta
Richiamo per il tRNA
corrispondente
Appaiamento delle basi ed
inserimento del tRNA
Posizionamento degli
amminoacidi
Le triplette di Stop sono 3:UGA; UAA e UAG
DISTACCO DELLA PROTEINA
Non viene richiamato nessun tRNA nel Sito A
I siti A e P sono vuoti
Distacco del tRNA senza amminoacido
DISTACCO DELLE 2 SUBUNITÀ DEL RIBOSOMA
Le amminoacil t-RNA sintetasi
Le amminoacil t-RNA sintetasi pur catalizzando tutte la stessa reazione generale differiscono notevolmente nella composizione in subunità e nel peso molecolare.
Le cellule devono avere per lo meno una amminoacil t-RNAsintetasi per ciascuno dei 20 amminoacidi.
Nei procarioti esiste una sola AAS per ciascun amminoacido.
Specificità per un tRNA: esempio della GlnRS (classe I)
I siti di contatto della sintetasi sul tRNA si trovano sulla faccia più interna (concava) della L (stelo accettore,
stelo D). Ma non esistono regolarità su come i vari tRNA riconoscono le loro rispettive sintetasi-> lo stelo dell’anticodone non partecipa sempre
al processo di riconoscimento
Monomero
Interazione codone-anticodone
Durante la sintesi proteicail tRNA appropriato viene selezionato solo mediante
interazione codone-anticodone-> il gruppo amminoacidico
non partecipa a questo processo
Presenza di Ala in peptidi nei punti in cui è specificata una Cys
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