SINTESI DELLE PROTEINE

IN UN GIORNO DI UN INDIVIDUO ADULTO NORMALE:-100 grammi vengono introdotti con la dieta-400 grammi vengono degradati-400 grammi vengono sintetizzati-100 grammi vengono consumati dal metabolismo oescreti

COMPOSIZIONE DIUNA CELLULABATTERICA

LA SINTESI PROTEICA RAPPRESENTA LA TAPPA IN CUI I GENI(INFORMAZIONE) VENGONO TRADOTTI IN PROTEINE(FUNZIONE)

INFORMAZIONE → FUNZIONEmRNA → Proteina

TRADUZIONE

DAL PUNTO DI VISTA CHIMICO GLI ACIDI NUCLEICI E LEPROTEINE SONO COMPLETAMENTE DIVERSI!

LA TRADUZIONE È UN PROCESSO:- accurato (1 errore ogni 10.000)- veloce (15 aminoacidi/sec).-energeticamente costoso (160 kJ/mole legame peptidico)

ACCURATEZZA DELLA SINTESI PROTEICA

P=(1-e)n

100 300 100010-2 0,366 0,049 010-3 0,905 0,741 0,36810-4 0,990 0,970 0,90510-5 0,999 0,997 0,990

NELLA TRADUZIONE IL MESSAGGIO CONTENUTO NELL’RNA VIENELETTO IN DIREZIONE 5’◊ 3’ E VIENE SINTETIZZATA LA PROTEINAIN DIREZIONE N-TERMINALE -> C-TERMINALE

Colinearità gene (mRNA) e proteina(codice genetico)

Esperimento:Usando come mRNA5’-A-A-A A-A-A A-A-A A-A C-3’

Si ottiene un peptide:H3N+-Lys-Lys-Lys-Asn-COO-

• La sintesi proteica procede in direzione N-terminale -> C-terminale

Esperimento: L’aminoacidoentrante viene aggiunto allaestremità C-terminale(dove si incorpora laradioattività)

Reticolociti trattati con Leucina Triziata (radioattiva 3H)

I COMPONENTI DELL’APPARATO TRADUZIONALE SONO GLISTESSI IN PROCARIOTI ED EUCARIOTI

RNA messaggero (mRNA): IL MESSAGGIO

RNA transfer (tRNA): L’ADATTATORE

RIBOSOMA: L’ENZIMA CHE FORMA IL LEGAME PEPTIDICO.Complesso ribonucleoproteico.Ogni mRNA è tradotto contemporaneamente da più ribosomi◊ polisomi

FATTORI DI TRADUZIONE: Fattori proteici accessori necessarial processo. Specifici per ogni tappa di reazione.

NEI PROCARIOTITRASCRIZIONEE TRADUZIONEAVVENGONONELLO STESSOCOMPARTIMENTO

STRUTTURA DEI MESSAGGERI PROCARIOTICI

I MESSAGGERI PROCARIOTICI POSSONO ESSERE:MONOCISTRONICI◊ codificano per 1 ProteinaPOLICISTRONICI ◊ codificano per più proteine (Operone)

•OGNI RNA COMPRENDE UNA REGIONE CODIFICANTE (ORF, OpenReading Frame), PRECEDUTA E SEGUITA DA REGIONI NECESSARIEPER LA TRADUZIONE.LE SINGOLE ORF VENGONO TRADOTTE IN MODO SEQUENZIALE

♦LA REGIONE CODIFICANTE E’ ORGANIZZATA SEGUENDO IL CODICE GENETICO:

ALCUNE CARATTERISTICHEIMPORTANTI DEL CODICEGENETICO:

• E’ universale(tranne pocheeccezioni)• E’ degenerato.• La frequenzadegli aminoacidinelle proteine noncorrelaesattamente con ilnumero di codoni

SEGNALI RELATIVI ALLA TRADUZIONE

♦INIZIO DI TRADUZIONE:

-sequenza Shine Dalgarno (Ribosome Binding Site, RBS):sequenza complementare a RNA ribosomale 16S

-codone di inizio AUG

♦TERMINAZIONE DI TRADUZIONE:-codoni di terminazione UAA, UAG, UGA

NEGLI EUCARIOTI:

•LA TRASCRIZIONE AVVIENE NEL NUCLEO•LA TRADUZIONE NEL CITOPLASMA (o in compartimentiparticolari dove gli mRNA vengono specificamente trasportati)•I MESSAGGERI EUCARIOTICI SONO MODIFICATI SIA AL5’ CHE AL 3’

STRUTTURADEL

CAPPUCCIO

Enzima:Guanil-

transferasi

♣L’ESTREMITA’ 3’ VIENE MODIFICATA NEL NUCLEO PERAGGIUNTA DI ≈ 200 RESIDUI DI A DURANTE LAMATURAZIONE DEI MESSAGGERI♣ALLA CODA DI POLI-A E’ ASSOCIATA LA PABP (PoliA BindingProtein).♣LA CODA DI POLI-A E’ NECESSARIA PER LA TRADUZIONEDEI MESSAGGERI EUCARIOTICI.♣ALCUNE APPLICAZIONI PRATICHE DELLA TECNOLOGIA DELDNA RICOMBINANTE SI BASANO SULLA PRESENZA DIQUESTA MODIFICAZIONE POST-TRASCRIZIONALE:

• isolamento di RNA messaggeri• sintesi di cDNA

LA STABILITA’ DEI MESSAGGERI EUCARIOTICI E’ MAGGIOREDI QUELLI PROCARIOTICI ED E’ STRETTAMENTE REGOLATA