Dogma Centrale della Biologia: dal DNA alle proteine

Come l'informazione passa dai geni alle proteine?

Come abbiamo già visto, due delle più grandi scoperte del XX secolo sono state:

• Il DNA è il materiale ereditario;
• Il DNA codifica per le proteine.

L'espressione genica richiede due fasi principali:

1. Durante la trascrizione, l'informazione nella sequenza di DNA (il gene) è copiata in una sequenza complementare di RNA;
2. Durante la traduzione, questa sequenza di RNA viene usata per creare la sequenza amminoacidica di un polipeptide.

Dogma Centrale della Biologia 1958

Francis Crick ci dice che l'informazione genetica fluisce tra acidi nucleici o dagli acidi nucleici alle proteine, ma non fluisce tra proteine e dalle proteine agli acidi nucleici.

DNA RNA Proteine Ancora valida!4

" UNA VOLTA CHE L'INFORMAZIONE SI È INFILATA IN UNA PROTEINA NON RIESCE PIÙ A TORNARE INDIETRO. " Francis Crick

Dogma Centrale della Biologia 1965

La versione di James Watson ci dice che l'informazione genetica fluisce dal DNA all'RNA attraverso la trascrizione e poi dall'RNA a una catena polipeptidica attraverso la traduzione.

DNA RNA> Proteine 5 Non è valida nel 100% dei casi, i retrovirus sono un'eccezione!?

Domande

In che modo l'informazione riesce a passare dal nucleo al citoplasma? Qual è il rapporto tra una sequenza nucleotidica di DNA e la sequenza amminoacidica di una proteina?

In che modo l'informazione riesce a passare dal nucleo al citoplasma?

Ipotesi del messaggero

Dalla sequenza di DNA di un gene strutturale, attraverso il processo di trascrizione, si forma una molecola complementare di RNA messaggero (mRNA). Secondo questo modello, I'mRNA si sarebbe spostato dal nucleo al citoplasma, dove avrebbe fatto da stampo per la sintesi ribosomiale delle proteine, anche detta traduzione.

Qual è il rapporto tra una sequenza nucleotidica di DNA e la sequenza amminoacidica di una proteina?

Ipotesi dell'adattatore

L'adattatore è un tipo di RNA noto come RNA di trasporto (tRNA). È costituito da una catena di RNA ripiegata a trifoglio a formare due regioni che permettono di riconoscere il messaggio genetico scritto nell'mRNA e di trasportare gli AA. L'RNA di trasporto attua la traduzione dal linguaggio del DNA a quello delle proteine.

Trascrizione e traduzione

Lo schema riassume i processi della trascrizione e della traduzione negli eucarioti. INTERNO DELLA CELLULA DNA Ja (sintesi di RNA) mRNA Į Traduzione protaine) tRNA Polipeptide Ribosoma (rRNA)

Tre tipi di RNA

Esistono tre differenti tipi di RNA, tutti codificati da specifici geni:

• mRNA o RNA messaggero, che porta una copia delle informazioni di un tratto di DNA ai ribosomi;
• tRNA o RNA transfer, che porta gli amminoacidi ai ribosomi e li colloca nella corretta posizione;
• rRNA o RNA ribosomiale, che entra a far parte dei ribosomi e permette la sintesi proteica.

RNA messaggero

L'mRNA ha una struttura lineare caratterizzata da una sequenza lineare di basi complementari al DNA da tradurre. Il suo ruolo è quello di trasportare l'informazione genetica ai ribosomi.

3 5' GC A G UAA

RNA di trasporto

Il tRNA si lega agli amminoacidi e, grazie a una complessa struttura tridimensionale, è in grado di trasportarli ai ribosomi e di posizionarli in modo corretto.

5' 3' Sito di legame dell'amminoacido (CCA)

RNA ribosomiale

L'rRNA è il principale costituente dei ribosomi, sede della sintesi proteica. Ciascun ribosoma è composto da due subunità, ognuna delle quali contiene rRNA e numerose proteine.

RNA Proteine Sito di legame per I'mRNA RNA