La sintesi proteica è il meccanismo di produzione di proteine determinata dal DNA, che avviene in due fasi chiamate trascrizione e traduzione.
Il processo avviene nel citoplasma delle cellule e coinvolge anche RNA, ribosomi, enzimi specifici e amminoacidi che aiuteranno nella sequenza della proteina da formare.
Fasi di espressione genica o genetica.
In breve, il DNA viene "trascritto" da RNA messaggero (mRNA) e quindi l'informazione viene "tradotta" dai ribosomi (composti di RNA ribosomiale e molecole proteiche) e dall'RNA trasportatore (tRNA), che trasporta gli amminoacidi, la cui sequenza determinerà la proteina da formato.
Espressione genica
Le fasi del processo di sintesi proteica sono regolate dai geni. L'espressione genica è il nome del processo mediante il quale le informazioni contenute nei geni (la sequenza del DNA) generano prodotti geni, che sono molecole di RNA (nella fase di trascrizione genica) e proteine (nella fase di traduzione gene).
Trascrizione genica
In questa prima fase, la molecola di DNA si apre e i codici presenti nel gene sono
trascritto per la molecola di RNA. IL Enzima RNA polimerasiase si attacca a un'estremità del gene, separando i filamenti di DNA, e i ribonucleotidi liberi si accoppiano con il filamento di DNA che funge da modello.La sequenza di basi azotate di RNA seguono esattamente la sequenza delle basi del DNA, secondo la seguente regola:
- U con A (uracile-RNA e adenina-DNA),
- A con T (adenina-RNA e timina-DNA),
- C con G (citosina-RNA e guanina-DNA) e
- G con C (guanina-RNA e citosina-DNA).
Ciò che determina l'inizio e la fine del gene che verrà trascritto sono sequenze nucleotidiche specifiche, l'inizio è il regione promotrice del gene e la fine è la regione terminale. L'RNA polimerasi si inserisce nella regione del promotore del gene e viaggia verso la regione terminale.
traduzione genetica
IL catena polipeptidica è formato dall'unione di amminoacidi secondo la sequenza di nucleotidi dell'mRNA. Questa sequenza di mRNA, chiamata codone, è determinato dalla sequenza di basi del filamento di DNA che fungeva da stampo. Pertanto, la sintesi proteica è la traduzione delle informazioni contenute nel gene, motivo per cui viene chiamata traduzione genica.
Codice Genetico: Codoni e Aminoacidi
Esiste una corrispondenza tra la sequenza delle basi azotate, che costituiscono il codone dell'mRNA, e la aminoacidi associato a lui chiamato codice genetico. La combinazione di triple di basi forma 64 codoni differenti a cui corrispondono 20 tipi di amminoacidi che andranno a comporre il proteine.
Vedere la figura seguente per il cerchio del codice genetico, che deve essere letto dal centro verso l'esterno, quindi esempio: il codone AAA è associato all'aminoacido lisina (Lys), GGU è glicina (Gly) e UUC è fenilalanina (Phe).
Circolo del codice genetico. Il codone AUG, associato all'aminoacido Metionina, è il codone di iniziazione e i codoni UAA, UAG e UGA senza amminoacidi associati, sono i codoni di stop.
Si dice che il codice genetico sia "degenerato" perché molti degli amminoacidi possono essere codificati dallo stesso codone, come la serina (Ser) associata ai codoni UCU, UCC, UCA e UCG. Tuttavia, esiste l'aminoacido metionina associato a un solo codone AUG, che segnala il inizio della traduzionee 3 codoni di stop (UAA, UAG e UGA) non associati ad alcun amminoacido, che segnalano la fine della sintesi proteica.
Impara di più riguardo Codice genetico.
Formazione della catena polipeptidica
Rappresentazione schematica dell'associazione tra ribosoma, tRNA e mRNA per la formazione delle proteine.
La sintesi proteica inizia con l'associazione tra un tRNA, un ribosoma e un mRNA. Ogni tRNA porta un amminoacido la cui sequenza di basi, chiamata anticodone, corrisponde al codone dell'mRNA.
Il tRNA che trasporta una metionina, orientato dal ribosoma, si lega all'mRNA dove si trova il corrispondente codone (AUG), avviando il processo. Poi si spegne e si accende un altro tRNA, portando un altro amminoacido.
Questa operazione viene ripetuta più volte formando la catena polipeptidica, la cui sequenza amminoacidica è determinata dall'mRNA. Quando il ribosoma raggiunge finalmente la regione dell'mRNA dove c'è un codone di stop, la fine del processi.
Chi partecipa alla Sintesi?
Confronto tra una molecola di DNA (doppio filamento) e una molecola di RNA (singolo filamento).
DNA
I geni sono parti specifiche della molecola di DNA, che hanno codici che verranno trascritti nell'RNA. Ogni gene determina la produzione di una specifica molecola di RNA.
Non tutte le molecole di DNA contengono geni, ce ne sono alcune che non hanno le informazioni per la trascrizione genica, sono DNA non codificanti e la loro funzione non è ben nota.
RNA
le molecole di RNA sono prodotti da un modello di DNA. Il DNA è un doppio filamento, di cui solo uno viene utilizzato per la trascrizione dell'RNA.
L'enzima partecipa al processo di trascrizione RNA polimerasi. Ne vengono prodotti tre diversi tipi, ciascuno con una funzione specifica: mRNA - RNA messaggero, tRNA - RNA di trasporto e rRNA - RNA ribosomiale.
ribosomi
voi ribosomi sono strutture presenti nelle cellule eucariotiche e procariotiche, la cui funzione è quella di sintetizzare proteine. Non sono organelli perché privi di membrane, sono specie di granuli, la cui struttura è composta dalla molecola di RNA ribosomiale ripiegata, associata a proteine.
Sono formati da 2 subunità e sono localizzati nel citoplasma, liberi o associati al reticolo endoplasmatico ruvido.
Controlla le differenze tra DNA e RNA.
Esercizi
1. (MACK) I codoni UGC, UAU, GCC e AGC codificano, rispettivamente, per gli amminoacidi cisteina, tirosina, alanina e serina; il codone UAG è terminale, cioè indica l'interruzione della traduzione. Un frammento di DNA, che codifica la sequenza serina – cisteina – tirosina – alanina, ha subito la perdita di 9Il base azotata. Controlla l'alternativa che descrive cosa accadrà alla sequenza di amminoacidi.
a) L'amminoacido tirosina sarà sostituito da un altro amminoacido.
b) L'aminoacido tirosina non verrà tradotto, risultando in una molecola con 3 amminoacidi.
c) La sequenza non verrà tradotta, poiché questa molecola di DNA alterata non è in grado di comandare questo processo.
d) La traduzione sarà interrotta al 2° amminoacido.
e) La sequenza non subirà danni, poiché qualsiasi modifica nel filamento di DNA viene immediatamente corretta.
Alternativa corretta: d) La traduzione verrà interrotta al 2° amminoacido.
2. (UNIFOR) “L'RNA messaggero è prodotto nel ____I___ e, a livello ____II___, è associato a ____IIII___ che partecipa al sintesi di ____IV___ .” Per completare correttamente questa frase, I, II, III e IV devono essere sostituiti, rispettivamente, per:
a) ribosoma – citoplasmatico – mitocondriale – energetico.
b) ribosoma – citoplasmatico – mitocondri – DNA.
c) nucleo – citoplasma – mitocondri – proteine.
d) citoplasma – nucleare – ribosomi – DNA.
e) nucleo – citoplasma – ribosomi – proteine.
Alternativa corretta: e) nucleo – citoplasma – ribosomi – proteine.
3. (UFRN) Una proteina X codificata dal gene Xp è sintetizzata sui ribosomi da un mRNA. Per perché avvenga la sintesi è necessario che avvengano i passaggi, rispettivamente nel nucleo e nel citoplasma, nel:
a) Iniziazione e trascrizione.
b) Inizio e cessazione.
c) Traduzione e risoluzione.
d) Trascrizione e traduzione.
Alternativa corretta: d) Trascrizione e traduzione.
4. (UEMA) Il codice genetico è un sistema informativo biochimico che permette la produzione di proteine, che determinano la struttura delle cellule e controllano tutti i processi metabolici. Segna l'alternativa corretta dove si trova la struttura del codice genetico.
a) Una sequenza casuale di basi azotate A, C, T, G.
b) Una sequenza di basi di DNA spezzate indica una sequenza di nucleotidi che devono unirsi per formare una proteina.
c) Una sequenza di basi di RNA spezzate indica una sequenza di amminoacidi che devono unirsi per formare una proteina.
d) Una sequenza casuale di basi azotate A, C, U, G.
e) Una sequenza di basi di DNA spezzate indica una sequenza di amminoacidi che devono unirsi per formare una proteina.
Alternativa corretta: e) Una sequenza di basi di DNA spezzate indica una sequenza di amminoacidi che devono unirsi per formare una proteina.
Potrebbero interessarti anche:
- Citoplasma
- struttura proteica
- Introduzione alla genetica
