La trascrizione: dal DNA all'mRNA, un processo biologico fondamentale

Introduzione alla Trascrizione

La trascrizione è il processo che, a partire da una molecola di DNA, porta alla formazione di una molecola di RNA messaggero (mRNA). La sequenza di basi azotate dell'mRNA è complementare a quella del filamento di DNA trascritto (filamento stampo).

Fasi della Trascrizione

Inizio della Trascrizione

La trascrizione ha inizio quando l'RNA polimerasi si lega a una particolare sequenza di basi del DNA (promotore). Il promotore stabilisce il sito di inizio della trascrizione, il filamento di DNA da trascrivere e il verso in cui l'RNA polimerasi dovrà procedere.

Allungamento del Trascritto

Una volta legata al sito d'inizio, l'RNA polimerasi apre il DNA e ne separa i filamenti man mano che si sposta, producendo nel contempo un trascritto di mRNA.

Terminazione della Trascrizione

L'RNA polimerasi si sposta lungo il DNA finché non incontra particolari sequenze di basi che rappresentano il sito di terminazione della trascrizione, in corrispondenza del quale si stacca dal DNA e libera I'mRNA.

Dettagli sull'Inizio della Trascrizione

Riavvolgimento della doppia elica del DNA Filamento complementare 5' Promotore 3' Sito d'inizio 1. La RNA polimerasi si lega al promotore e comincia ad aprire i due filamenti del DNA. Filamento stampo Sito di terminazione 3' RNA polimerasi Svolgimento della doppia elica del DNA 5'

Il Promotore nella Trascrizione

Nella trascrizione, I'RNA polimerasi parte da una specifica sequenza di DNA chiamata promotore. I promotori forniscono tre informazioni all'RNA polimerasi:

1. Punto di inizio della trascrizione (sequenza segnale)
2. Quale filamento di DNA trascrivere
3. Contengono una sequenza di riconoscimento che facilita l'attacco della RNA polimerasi e una TATA box

Fattori di Trascrizione Proteici

La trascrizione del genoma è attivata da fattori di trascrizione proteici che si legano al promotore. La RNA polimerasi, per legarsi al promotore, ha bisogno dell'aiuto dei fattori di trascrizione (proteine). Fattori generali della trascrizione Fattori specifici della trascrizione RNA polimerasi II DNA 5' 3' 3' 5 enhancer legame della proteina regolatrice fattore di trascrizione sito di legame per il legame della RNA polimerasi regione trascritta Promotore Trascrizione

Ruolo dell'RNA Polimerasi

• La RNA polimerasi sintetizza I'mRNA sempre in direzione 5' -> 3'
• Con l'orientamento del promotore, l'RNA polimerasi capisce quale dei due filamenti del DNA deve usare come stampo, quale filamento deve leggere in direzione 3' -> 5' per trascrivere il giusto gene in direzione 5' -> 3'.

ATTENZIONE! Non esiste un filamento sempre stampo. Il filamento stampo per un gene può essere il filamento non stampo per un altro gene.

Dettagli sull'Allungamento

5' 3 De 2. La RNA polimerasi si sposta lungo il filamento stampo del DNA, producendo il trascritto di RNA aggiungendo nucleotidi sull'estremità 3' DNA in uscita 5' Trascritto di RNA in uscita Direzione della trascrizione 3' 5' Ribonucleosidi trifosfato (ATP, UTP, CTP, GTP)

Reazione di Allungamento della Catena di RNA

• La reazione di allungamento della catena di RNA nella trascrizione è simile a quella di allungamento della catena di DNA nella replicazione, ma I'RNA polimerasi non necessita di un primer per iniziare la trascrizione.
• I nucleotidi liberi che la RNA polimerasi aggiunge all'estremità 3' sono ribonucleotidi trifosfati. O P P P)OCH2 base VI H H H H H

RNA Messaggero negli Eucarioti

• Il prodotto della trascrizione negli eucarioti viene detto pre-mRNA o mRNA precursore.
• Prima di ottenere il pre-mRNA, mentre è ancora nel nucleo, I'RNA va incontro a un processo di maturazione e modificazione post-trascrizionale necessario a produrre un mRNA maturo.
• In questa forma è idoneo per essere trasportato nel citoplasma e tradotto nei ribosomi.

Dettagli sulla Terminazione

3. Quando la RNA polimerasi raggiunge il sito di terminazione, il trascritto di RNA si stacca dallo stampo. 3' 5' RNA

Sequenza di Terminazione

La trascrizione termina quando la RNA polimerasi incontra sul filamento stampo del DNA la sequenza di terminazione. Così come il promotore segna l'inizio della trascrizione, sul filamento stampo del DNA si trovano particolari sequenze di basi, chiamate terminatori, che ne stabiliscono la fine.