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Giovanna Attene
IL CODICE GENETICOIL CODICE GENETICO
Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria
Tale informazione non può essere specificata dalla sequenza degli zuccheri ma da quella delle basi azotate
Il linguaggio con cui è espressa tale informazione èdefinito codice genetico
Codice geneticoCodice genetico
Il DNA contiene l’informazione genetica per produrre proteine
Ipotesi di Ipotesi di GamowGamow sul codice geneticosul codice genetico
TCGA
Codice a lettere singole(4 parole)
TTCTGTAT
TCTGTACCCGCAGCGGGAACAGAA
Codice a due lettere(42 = 16 parole)
TTTTTCTTGTTATCTTCCTCGTCATGTTGCTGGTGATATTACTAGTAACTTCTCCTGCTACCTCCCCCGCCACGTCGCCGGCGACATCACCAGCAAGTTGTCGTGGTAGCTGCCGCGGCAGGTGGCGGGGGAGATGACGAGGAAATTATCATGATAACTACCACGACAAGTAGCAGGAGAAATAACAAGAAA
Codice a tre lettere(43 = 64 parole)
Produzione di RNA artificialiProduzione di RNA artificiali
Possono così essere prodotti in vitro mRNA artificiali con composizione nucleotidica nota
Questo enzima è in grado di sintetizzare molecole di RNA senza utilizzare DNA come stampo, catalizzando la polimerizzazione di ribonucleotidi in direzione 5’ 3’
Ochoa e Manago (1959) scoprono l’enzimaPolinucleotide Fosforilasi
Sintesi di Poli-U o ac. poliuridilico
5’ – UUUUUUUUUUUUUU 3’
20 sistemi acellulari con ac. poliuridilico, attivati conATP, ciascuno contenente una miscela dei 20amminoacidi e un amminoacido sempre differentemarcato con 14C
Sintesi di proteina radioattiva solonel sistema acellulare contenentefenilalanina (Phe)
Ala Arg Asp Asn Cys
Glu Gln Gly His Ile
Leu Lys Met Phe Pro
Ser Thr Try Tyr Val
Esperimento di Esperimento di NirenbergNirenberg e e MatthaeiMatthaei (1961)(1961)(1)(1)
Esperimento di Esperimento di NirenbergNirenberg e e MatthaeiMatthaei (1961)(1961)(2)(2)
L’esperimento dimostra inequivocabilmente l’esistenza di un codice genetico
ma
non precisa il numero di nucleotidi che, in sequenza lineare, costituiscono l’unità di informazione in grado di codificare un aminoacido
Esperimento di Esperimento di NirenbergNirenberg e e MatthaeiMatthaei (1961)(1961)(3)(3)
Esperimento di Esperimento di CrickCrick e coll. (1961)e coll. (1961)Quanti Quanti nucleotidinucleotidi codificano per un singolo amminoacido?codificano per un singolo amminoacido?
LocusLocus rII rII fagofago T4T4
Uso della PROFLAVINA che induce inserzioni e delezionidi singoli nucleotidi (singole coppie di nucleotidi)
CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAT
Con l’aggiunta di un nucleotide, ad esempio G, si ha:
CAT CGA TCA TCA TCA TCA TCA TCA TCA T
Esperimento di Esperimento di CrickCrick e coll. (1961)e coll. (1961)(1)(1)
Con l’aggiunta di secondo nucleotide si ha:
CAT CGA TCA TCA TGC ATC ATC ATC ATC AT
Con l’aggiunta di terzo nucleotide si ha:
CAT CGA TCA TCA TGC ATG CAT CAT CAT CAT
I risultati dimostrano quindi cheil codice genetico è basato su triplette
ma
quali triplette codificano per i singoli aminoacidi?
Esperimento di Esperimento di CrickCrick e coll. (1961)e coll. (1961)(2)(2)
Saggio dei Saggio dei copolimericopolimeri casualicasualiSintesi proteica attraverso Sintesi proteica attraverso mRNAmRNA artificiali prodotti con miscele di artificiali prodotti con miscele di nucleotidinucleotidi diversidiversi
((NirenbergNirenberg, , KhoranaKhorana e e OchoaOchoa, 1966), 1966)
Sistema acellulare + mRNA (art) + ATP + amminoacidi Sintesi proteica
6,4% CCC9,6% CCU16% CC9,6% CUC14,4% CUU24% CU9,6% UCC14,4% UCU24% UC14,4% UUC21,6% UUU36% UU40% C60% U
16% CC24% UC40% C24% CU36% UU60% U40% C60% U
21,6% UUU14,4% UUC
14,4% UCU9,6% UCC
14,4% CUU9,6% CUC
9,6% CCU6,4% CCC
Fenilalanina 36%
Serina 24%
Leucina 24%
Prolina 16%
(Phe, P)
(Leu, L)
(Leu, L)
(Ile, I)
(Met, M)
(Val, V)
(Ser, S)
(Pro, P)
(Thr, T)
(Ala, A)
(Tyr, Y)
(His, H)
(Gln, Q)
(Asn, N)
(Lys, K)
(Asp, D)
(Glu, E)
(Cys, C)
STOPSTOP
(Try, W)
(Arg, R)
(Ser, S)
(Arg, R)
(Gly, G)
Tabella del codice geneticoTabella del codice genetico
Il codice genetico è:
universale (pressoché)
ridondante (non ambiguo!)
degenerato
non intervallato
non sovrapposto (AA. adiacenti)
Caratteristiche fondamentali del codice geneticoCaratteristiche fondamentali del codice genetico
A, U o CIA o GU
UAGC
U o CG
Base all’estremità 3’del codone
Base all’estremità 5’dell’anticodone
Vacillamento dellVacillamento dell’’anticodoneanticodone
T A C G C C T A T T T TCodogeni
Codoni
AnticodoniAnticodoni
Relazioni tra acidi nucleiciRelazioni tra acidi nucleici