DNA - RNA

Le unità fondamentali costituenti il DNA el’ RNA sono i Nucleotidi.

Nucleotide = Gruppo Fosforico + ZuccheroPentoso + Base Azotata.

Esistono 4 basi azotate per il DNA e 4 per RNA

Differenze

• Desossiribosio (DNA)• Ribosio (RNA)• Ribosio (RNA)

• Timina (DNA)• Uracile (RNA)

• DNA ha una struttura a doppia elica• RNA è formato da un filamento singolo

NUCLEOTIDI:

Sono nucleosidiSono nucleosidi

a cui è legato 1 o

+ gruppi FOSFATO

in posizione 3’ e/o 5’

DNA

Il DNA è costituito da una doppia elica

•Le due catene sono

antiparallele e complementari

•La struttura è stabilizzata daLa struttura è stabilizzata da

legami H intracatena fra le coppie

complementari possibilip p

• Elica destrorsa: le basi sono

rivolte all’interno esponendorivolte all interno esponendo

all’esterno solo i gruppi fosforici

polari

Le coppie di basi possono

lt t

polari

essere alternate senza

nessuna limitazione

L’Acido Ribonucleico

RNA

• È costituito da un unico

filamento e

• da Ribonucleotidi

• Al posto della Timina è

presente l’Uracilepresente l Uracile

Esistono diversi tipip

di RNA

Vi sono tre tipi di RNA comuni a tutti gli organismi cellulari:

mRNA (RNA messaggero) contiene l'informazione per la sintesi delle proteine

secondo il codice genetico;

rRNA (RNA ribosomiale) entra nella struttura dei ribosomi dove avviene

il processo di traduzione proteica

tRNA (RNA transfer) traduzione nei ribosomi, permettendo la corretta

traslazione della sequenza polinucleotica in sequenza polipeptidica

In che modo il DNA / RNA influenza la Sintesi Proteica?

• La struttura primaria di ogni proteina è una sequenza di amminoacidi

20 Amminoacidi biologicamente importanti

• Il DNA è costituito da una sequenza lineare di Nucleotidi

4 differenti nucleotidi nel DNA /RNA

Le informazioni per “produrre” una proteina sono portate dallamolecola di RNA in forma di codoni a tripletta.p

Le triplette dettano la precisa sequenza lineare degli amminoacidi in un particolare catena polipeptidica.

⇒ CODICE ⇒

3 Nucleotidi ⇒ 1 Amminoacido ⇔ 43= 64 combinazioni

3 Nucleotidi = 1 codone3 Nucleotidi = 1 codone

Anche se le

combinazioni sono 64combinazioni sono 64

gli a.a. sono 20:

• Molti codoni sono ridondanti

• 3 codoni sono di stop

• L’unico codone che codifica la

Met funge anche da starter.

Trascrizione dell’ RNA

Per la trascrizione dell’RNA, il DNA si apre nelpunto di attacco dell’ RNA-polimerasi.•La trascrizione del filameto di RNA avvieneusando un filamento di DNA come matricesecondo le regole di appaiamento delle basi deisecondo le regole di appaiamento delle basi deinucleotidi.• Man mano che l’RNA-polimerasi si sposta lungol l l d DN l d dla molecola di DNA i legami idrogeno tra i duefilamenti di DNA si riformano separandosi dalfilamento di RNA appena trascritto.pp

La molecola di RNA è una copia

complementare della sequenza

nucleotidica presente nel

fil di DNAfilamento di DNA usato come

stampo.

Il processo di trascrizione consta di diverse fasi:

1. Legame polimerasi con il promotore

Il t ( t ) è t di DNA ifiIl promotore (promoter) è un segmento di DNA specifico

che viene riconosciuto dalla polimerasi

2. Svolgimento della doppia elica

avviene ad opera di elicasi, enzimi delle cellule eucariote.

3. Sintesi della catena polinucleotidica dell’RNA3. Sintesi della catena polinucleotidica dell RNA

4. Termine della trascrizione

avviene per riconoscimento sul DNA di specifiche sequenze

di t« sequenze di stop »

Le molecole di mRNA sono costituite da 1000-10000 nucleotidi esono le copie di lavoro del DNA genetico per sintetizzare lasono le copie di lavoro del DNA genetico per sintetizzare laproteina.

L'mRNA eucariotico che è stato modificato e trasportato alL'mRNA eucariotico che è stato modificato e trasportato alcitoplasma (detto a questo punto RNA maturo), può poi esseretradotto dal ribosoma.tradotto dal ribosoma.

La relazione che esiste fra

sequenza polinucleotidica e sequenza polipeptidica sequenza polipeptidica

è chiamata CODICE GENETICO (Nirenberg, ( g,

1960)

Sintesi Proteica

La sintesi proteica avviene nei Ribosomi.Ogni ribosoma è costituito da 2 subunità.

Ribosomi = rRNA + Proteine

L l l d RNA i i iLe molecole d mRNA iniziano semprecon un codone AUG.

• Il filamento di mRNA si attacca allasubunità ribosomica più piccola

• La prima molecola di tRNA che ha ilcodone complementare ad AUG si legacodone complementare ad AUG si legaal codone AUG sulla molecola dimRNA

T l l l di RNA è l• Tale molecola di tRNA è legataall’amminoacido fMet

• La subunità ribosomica più grande sip glega con il tRNA nel sito P (Peptide)

Una molecola di tRNA è costituita dacirca 80 nucleotidi legati assieme in unasingola catena. La catena termina sempre

l l l àcon la tripletta CCA. A tale estremità silega l’amminoacido specifico del tRNA.Si possono stabilire dei legami idrogenoSi possono stabilire dei legami idrogenotra alcuni nucleotidi.

I l i ti d i l tidi i tiIn alcuni punti dei nucleotidi spaiatiformano dei “bracci”.Il braccio destro ha il compito di legare ilIl braccio destro ha il compito di legare iltRNA alla superficie del ribosoma.

I tre nucleotidi in basso costituisconoI tre nucleotidi in basso costituisconol’anticodone e hanno un ruolo fondamentalenella sintesi proteica.nella sintesi proteica.

Un secondo tRNA con il suo anticodonecomplementare al secondo codone dell’complementare al secondo codone dellmRNA si porta nel sito A (Amminoacido)e qui si lega all’mRNA.

• Tra i due amminoacidi riuniti nelribosoma si forma un legame peptidico

• Il legame tra il primo tRNA e il suoamminoacido si spezza, il secondo tRNAsi sposta dalla posizione A alla Psi sposta dalla posizione A alla P

•In A si posiziona un nuovo tRNA col suoamminoacido corrispondenteamminoacido corrispondente

• Il processo si ripete fino a che non siincontra un codone di termine e ilpolipeptide è completo

• Il sito A è occupato da un fattore dirilascio che stimola la dissociazione delledue subunità

Riassumendo

Gene Strutturale

Un Gene Strutturale: Gene la cui attività e funzione è codificare la struttura

I l i

Un Gene Strutturale: Gene la cui attività e funzione è codificare la strutturadi una proteina.

In un gene strutturale vi sonosequenze nucleotidiche codificantidette esoni alternate a sequenzedette esoni alternate a sequenzeche non codificano per leproteine dette introni.Durante la trascrizione tutto ilgene viene tradotto in RNA.In seguito infatti avvieneIn seguito infatti avvienel’eliminazione degli introni e losplicing degli esoni ottenendo ilpfilamento di m-RNA che va dalnucleo al citoplasma, dove ci sonoi ib i l i t ii ribosomi, per la sintesiproteica.