TRASCRIZIONE Flashcards
COS’E’ UN GENE?
A livello molecolare definiamo il gene come una sequenza di DNA. Questa sequenza contiene sia delle parti codificanti, esoni, sia delle parti che verranno poi rimosse attraverso lo splicing definite introni. Il gene è tutto ciò che serve per codificare una proteina, e che quindi darà una determinata caratteristica, espressa nel fenotipo dell’organismo.
I geni contengono l’informazione necessaria non solo per la generazione dell’organismo, ma anche per la sua interazione con l’ambiente stesso punto per ogni igiene esiste una proteina: Questo è il dogma della biologia
RAPPORTO GENE PROTEINA
il dogma della biologia consiste nella relazione gene-proteina: per ogni gene esiste una proteina, anche se in realtà come si vedrà, grazie al meccanismo di splicing alternativo, per ogni gene possono essere prodotte più forme della stessa proteina a seconda di quali esoni vengono utilizzati. La relazione genero proteina è stata scoperta Ben prima della struttura del DNA punto Normalmente queste scoperte vengono effettuate con degli approcci definiti genetica inversa, che servono per studiare gli effetti quando una proteina non c’è punto
RAPPORTO GENE PROTEINA- alcaptonuria
l’alcaptonuria è una patologia nella quale il paziente produce urine nerastre a causa della dell’assenza nel suo organismo dell’enzima omogentisato ossidasi, il quale interviene nel metabolismo della tirosina. Dunque la tirosina, se non esiste l’enzima funzionale, non viene eliminata correttamente si accumula nelle urine in diversi tessuti.
La funzione di questo enzima è appunto quella di eliminare la tirosina in eccesso. in caso di deficit di questo enzima la tirosina che viene eliminata si trasforma in idrochinone, che normalmente si ossida nel suo corrispettivo ossidato il Chirone. Una volta eliminato esso da un colore bruno intenso alle urine punto questo tipo di difetto è associato all’assenza di un determinato genere, che codifica per una specifica proteina.
Le prime osservazioni vengono quindi fatte su pazienti in cui il deficit dell’enzima andava ad abbinarsi a un fenotipo facilmente analizzabile
COME PASSARE DA GENE A ENZIMA?
proteina è un insieme di amminoacidi che hanno attività funzionale. nel mezzo tra il DNA e la proteina vi è l’rna. spesso passa attraverso:
espressione genica: informazione che passa dal DNA al mrna e poi alle proteine
trascrizione: produzione di una copia di mrna a partire dal DNA, che avviene nel nucleo
traduzione: sintesi proteica che porta dall’mRNA alle proteine, e avviene nel citosol.
dove vengono questi processi? dipende punto nei procarioti, mancando la membrana cellulare, i due processi avvengono nello stesso compartimento cellulare: citoplasma.
RNA
l’rna è molto simile al DNA, ma con qualche differenza:
Lo zucchero che lo compone è il ribosio, e non il deossiribosio, il riposo contiene un gruppo idrossile in più sul carbonio 2 primo
la RNA solitamente è a singolo filamento, esistono comunque RNA a doppio filamento
nelle RNA al posto della timina troviamo un’altra base azotata, l’ora Cile.
Diversi sono i tipi di RNA trovati nella cellula punto principalmente la riconosciamo di tre tipi, Ma negli ultimi decenni sono stati scoperti nuovi tipi di RNA con funzioni totalmente diverse. i principali tre sono:
- Mrna, RNA messaggero, che è il trascritto punto porta di informazione specifica per la sintesi delle proteine, e della chiave di lettura tra il DNA e il ribosoma.
- i tRNA o RNA Transfer, molecola adattatrice che permette l’interazione tra l’amminoacido e il trascritto all’interno del ribosoma punto
- rrna , o è RNA ribosomiale, con funzione catalitica nei ribosomi punto esso è il compito di polimerizzare la catena aminoacidica a partire dall’informazione sulle mrna e grazie alle molecole di tRNA
esistono altri tipi di RNA scoperti di recente, alcuni di questi presenti a livello endogeno nella cellula come i Mirna, il circRNA, Circular RNA, il DS RNA, Double Strand RNA, teleggandosi a delle sequenze specifiche di DNA servono all’autoregolazione delle espressioni, o la regolazione di proteine coinvolte in un percorso epistatico punto la produzione dei Mirna invece va a silenziare l’espressione di altri tipi di proteine
RNA- enzimi- RNA polimerasi
le RNA polimerasi
Negli eucarioti vi sono diversi tipi di RNA polimerasi, a seconda di ciò che si va a sintetizzare. si avrà la polimerasi 1,2,3
- Lavorimerasi 1 si occupa della trascrizione del rrna , che finisce all’interno dei ribosomi
- la polimerasi 2 è quella che si occupa della sintesi dei messaggeri, mrna
- la polimerasi 3 si occupa di trascrivere i 45 tRNA funzionari per i processi di traduzione
Come funziona la RNA polimerasi? Funziona in maniera molto simile al DNA polimerasi. Innanzitutto a direzione cinque prima o tre primo, parte da ribonucleotidi trifosfato è tramite il meccanismo di complementarietà già visto per la DNA polimerasi inserirà nucleotidi a partire da un DNA stampo.
la differenza con la DNA polimerasi è nel fatto che essa non ha bisogno di alcun primer. non interverrà l’enzima prima si virgola e non bisognerà rimuovere nessun primer: la RNA polimerasi funziona direttamente sul singolo filamento
In pratica vi sarà una molecola di DNA che entra nella polimerasi, alla quale srotola l’elica in prossimità del sito attivo. all’interno dell’enzima troviamo anche il sito catalitico. Qui abbiamo l’ingresso della molecola stampo, un canale di rifornimento separato, all’interno del quale entrano nucleotidi trifosfato, ed infine un’uscita, che è sia per la molecola stampo sia per la molecola di RNA appena sintetizzata.
RNA- enzimi- promotori
Studiando la duplicazione del DNA, si è visto che esiste un sistema che riconosce la presenza delle origini di replicazione. Per RNA polimerasi la situazione è diversa.
la RNA polimerasi, in questo caso nell’ambito dell’RNA messaggero, riconosce la presenza la di una sequenza specifica, normalmente a Monte del genere di interesse, detta promotore.
i promotori sono sequenze molto conservate all’interno della stessa specie, poiché rappresentano il segnale di partenza per la trascrizione di un gene.
RNA- enzimi- TATA box
La tata box è una sequenza specifica, definita così sia per la presenza delle T e delle A, sia perché il nome degli scopritori è impronunciabile.
Essa è la sequenza canonica presente sul filamento di DNA che rappresenta il cuore del promotore, ovvero la regione centrale più importante di un determinato gene. altre sequenze sono la c a a T Box o leggi cibox, regioni con la stessa funzione, ovvero conseguenze specifiche che servono a segnalare alla polimerasi che da lì inizia la sintesi.
Come fanno a segnalare alla polimerasi?
Le polimerasi, come già visto vanno a tentativi. La tata box, C A T Box o la GC box sono semplicemente dei siti in cui la polimerasi è più propensa ad attaccarsi al filamento stampo e a iniziare la sintesi. Una volta identificata la sequenza sulla data Vox, la polimerasi ulteriormente aiutata nel suo funzionamento da un gruppo di proteine detti fattori di trascrizione.
Per quanto riguarda la tata box, il fattore di trascrizione di riferimento e la tata binding protein, TB, un po’ di peptide che va a legare in maniera specificata da box, è necessario affinché la machinery che dà inizio alla trascrizione possa posizionarsi correttamente sulla doppia elica. La TB possiede una struttura terziaria che facilita il ripiegamento della doppia elica, al solco minore, punto questo effetto sulla tata box si chiama bending.
Come si assembla il complesso? abbiamo la sequenza database, sulla quale si localizza per prima la tbp dopo che la tbp riconosce la sequenza, piega la doppia elica a 80 gradi sul solco minore In modo tale che il solco Maggiore sia più accessibile l’intervento di altri fattori di trascrizione, i quali possono interagire direttamente con DNA o RNA polimerasi.
Questo intervento sequenziale dei fattori di trascrizione dell’RNA polimerasi è detto pre-iniziation compless , ovvero complesso di pre inizio. dopodiché con l’aggiunta sequenziale di altri fattori di trascrizione si crea un ulteriore maxi complesso che si occuperà di iniziarela trascrizione.
Una volta assemblato correttamente tutto il complesso la può rivederà si può iniziare a leggere cataliticamente il sito su cui si trova il promotore: viene trascritto solo uno dei due filamenti punto si dà così inizio alla sintesi del Messaggero fino a quando un segnale di stop non indurrà il rilascio di tutto il complesso.
TIPI DI RNA- mRNA
Le mRNA deve subire un processo di maturazione prima di poter essere rilasciata nel citoplasma , in quanto successivamente alla trascrizione risulta instabile. Esso subirà due processi principalmente:
- L’estremità 5 verrà fornita di capping, formato dal 7 metilguanosina, con funzione di protezione dei livelli di degradazione sia nel nucleo che poi nel citosol.
- l’estremità tre primo verrà invece equipaggiata di una coda Poli a, formata da adenina, con la funzione di aumentare la stabilità del trascritto e proteggerla da aggressione di enzimi che tenderebbero a degradare rapidamente la molecola.
- splicing meccanismo in cui vengono tolti introni (splicing alternativo con formazione di isoproteine)
TIPI DI RNA- tRNA
La molecola di tRNA è a singolo filamento, ma ci sono delle aree di complementarietà tali per cui il tRNA assume una forma a trifoglio. in questo modo, una singola molecola di tRNA presenta delle aree funzionalmente distinte: in posizione 3’ si trova il sito di legame per l’amminoacido, che si complessa direttamente con il tRNA , e in direzione opposta si trova l’anticodone. Per ogni amminoacido esiste uno specifico anticodone. Il nome dell’anticodone richiama la sua funzione, ovvero legare il codone che si trova sul messaggero. Esiste, quindi, una sequenza complementare anti-parallela che farà sì che la sequenza GCA sul trascritto del messaggero sia letta dal tRNA come alanina.
l’alanina quindi presenta un suo tRNA che ha lo specifico anticodone complementare al codone Messaggero
TIPI DI RNA- RIBOSOMI
i ribosomi sono composti da frammenti di RNA e proteine, ribosomi 70s, in caso di procarioti, mentre negli eucarioti sono composti da due subunità: la maggiore 60s e la minore 40s (80s) ognuna di queste due subunità è ulteriormente composta da proteine ed RNA specifici che una volta complessati insieme formano una struttura ribosomiale
TRASCRIZIONE- definizione
quando si parla di sintesi del RNA si parla di RNA messaggero, ma così come viene trascritto l’mRNA vengono trascritti anche i tRNA e gli rRNA: quindi la sintesi dell’RNA avviene tutta nello stesso modo, non cambia in base a quale RNA si tratta.
TRASCRIZIONE- cosa serve per trascrivere completamente un gene?
affinché un gene sia completamente trascritto servono una sequenza di DNA, i ribonucleotidi trifosfato, e una RNA polimerasi.
TRASCRIZIONE- come avviene la trascrizione di RNA?
La trascrizione si svolge all’interno della membrana nucleare, dove abbiamo la nostra molecola di DNA srotolata grazie all’intervento della DNA elicasi punto si apre la bolla di replicazione questa volta al posto della DNA polimerasi entrerà in gioco la RNA polimerasi Se funziona nella medesima direzione cinque primo o tre i virgola e che produrrà il trascritto di RNA.
Va ricordato che soltanto uno dei filamenti verrà trascritto a differenza di ciò che avviene nel DNA. verrà sintetizzata la molecola di RNA e una volta terminata, essa potrà uscire dal nucleo, ma solo successivamente ha delle modificazioni post trascrizionali. Nuova riga sul DNA ci sono dei segnali che indicano la lunghezza degli mrna, chiamati segnali di stop punto
cosa serve affinché un gene sia completamente trascritto? una sequenza di DNA, il ribonucleotidi trifosfato, una RNA polimerasi.
Come avviene la trascrizione dell’RNA? essa avviene in maniera molto simile alla replicazione del DNA:
- Anche l’rna viene trascritto a partire da un filamento stampo, rispetto al quale il filamento neo sintetizzato sarà antiparallelo. alla base della trascrizione rimane quindi il concetto di complementarietà delle basi, in cui l’unica differenza con il DNA è la presenza di una Cile al posto della timina.
- essendo A singolo filamento anche l’rna tende ad assumere delle strutture secondarie che Gli permettono la funzione più specifica e di ridurre il proprio stato energetico ( nel caso del tRNA assumere queste conformazioni e funzionale affinché la molecola di tRNA possa interagire da una parte con un amminoacido e dall’altra direttamente con il Messaggero).
- le strutture che si possono formare sono sempre basate su ponte di idrogeno che si creano tra basi complementari ( per esempio abbiamo le forcine, Stem loop, e si possono creare delle strutture terziarie Per quanto riguarda i cosiddetti ribozimi).
Un ribozima è un enzima, come ad esempio i ribosomi, composto parzialmente da proteine da RNA punto la telomerasi è un esempio di ribozima, in quanto contiene uno stampo di RNA al suo interno, ma è composta anche da proteine.
le fasi della trascrizione sono tre: inizio, allungamento e terminazione.
1. Fase d’inizio: ci troviamo sulla doppia elica di DNA e dobbiamo trascrivere i due filamenti. il promotore viene legato dai suoi Fattori trascrizionali, il solco Maggiore viene esposto alla polimerasi, si può iniziare a svolgere il DNA e a sintetizzare la RNA. Come già visto precedentemente il promotore risulta fondamentale in quanto rappresenta la sequenza di consenso affinché possa iniziare la trascrizione di un gene o più. il promotore di per sé però non viene trascritto Il Messaggero, ma offre solo le sequenze per l’inizio del processo.
2. la seconda fase, fase di allungamento, è la più catalitica del processo l’rna polimerasi deve da un lato svolgere il DNA per far sì che il materiale possa essere letto, processo più lento rispetto alla replicazione, dall’altro deve sintetizzare la mrna facendo entrare i nucleotidi di trifosfato e polimerizzandoli sulla base della complementarietà con lo stampo del DNA. Dal punto di vista molecolare Il meccanismo è il medesimo visto con i desossiribonucleotidi: due gruppi di fosfato vengono eliminati ed il terzo serve per creare il legame tra Idrossile, OH, dell’ultimo nucleotide della catena, con lo zucchero nuovo.
3. fase 3, fase di terminazione, comporta l’azione del segnale di stop, situato sulla molecola di DNA, che quando viene eletto dalla RNA polimerasi causa il disassemblaggio del complesso di iniziazione, e la molecola di RNA trascritta può essere rilasciata nel nucleo.
Negli eucarioti la trascrizione e la traduzione avvengono separatamente, mentre nei procarioti in assenza della membrana cellulare i due processi avvengono in parallelo.
TRASCRIZIONE- eucarioti vs procarioti
Negli eucarioti la trascrizione e la traduzione avvengono separatamente, mentre nei procarioti in assenza della membrana cellulare i due processi avvengono in parallelo.
