Biologia 12 - RNA, trascrizione e traduzione (parte 1)

Lezione 12 di biologia, RNA, trascrizione e traduzione. In questa lezione ci occuperemo del cosiddetto dogma centrale della biologia, cioè il meccanismo che sta al centro della formazione delle proteine a seconda di ciò che codifica il DNA, passando ovviamente attraverso la forma di trascrizione che è nota come RNA. Ed è proprio l'RNA il primo argomento di cui ci occupiamo.

L'RNA è una molecola molto simile al DNA. Innanzitutto la sigla sta per Ribo Nucleic Acid. Tuttavia, rispetto al DNA ha delle differenze. Innanzitutto il filamento di RNA è singolo. Poi la base azotata timina viene sostituita dalla base azotata uracile. E infine il pentoso presente nella catena di RNA non è il desossiribosio, ma il ribosio, che rispetto al desossiribosio presenta un gruppo ossidrile al posto di un idrogeno.

Quindi l'unione di una base azotata, un fosfato e un ribosio formano un ribonucleotide, cioè l'unità base dell'RNA, che è diversa dal deossiribonucleotide che è l'unità base del DNA. I vari ribonucleotidi formano una catena in direzione 5' 3'. Il conteggio è lo stesso che si utilizza per il DNA.

Molti sono i tipi di RNA. Possiamo dividerli secondo varie categorie. Secondo una classificazione abbiamo RNA citoplasmatici ed RNA nucleari, a seconda del posto che occupano nella cellula. Un'altra classificazione invece li divide in codificanti e non codificanti. Quelli codificanti sono solo il 4%, mentre i non codificanti sono il 96%, parlando in termini di quantità. L'unico RNA codificante è l'RNA messaggero, che ha un ruolo base nella sintesi delle proteine basata sul codice genetico. Questo processo è chiamato anche traduzione. Sono importanti nella traduzione anche il tRNA e l'rRNA, anche se non hanno funzione codificante.

Parliamo ora dell'RNA messaggero. L'RNA messaggero è implicato in diversi processi. Innanzitutto la trascrizione, cioè la forma di una copia, appunto, di RNA messaggero dal DNA. Poi la migrazione, che è il processo attraverso cui questo RNA raggiunge il citoplasma. E infine la traduzione, che è il processo in cui ciò che è scritto in questo RNA viene traslato nel linguaggio delle proteine, cioè viene sintetizzata una proteina usando come amminoacidi quelli codificati dall'RNA messaggero.

Matura

Tuttavia l'RNA messaggero non viene sintetizzato direttamente, ma subisce un processo molto complesso di maturazione, che dal pre-mRNA porta all'mRNA maturo. Questo processo accade nel nucleo. Capping e poliadenilazione Il primo passaggio è l'insieme di due processi chiamati capping e poliadenilazione. Il capping è l'aggiunta all'estremità 5' dell'RNA di una 7-metilguanosina, cioè una guanina modificata.

La poliadenilazione invece è l'aggiunta di 150-200 nucleotidi adenilici al termine 3' della catena. La funzione del capping è quella di proteggere il filamento dall'RNAsi del citoplasma, consentirne il trasporto e il riconoscimento con il ribosoma. La poliadenilazione invece, oltre a proteggere l'RNA dalle esonucleasi e dalle endonucleasi, ha la funzione di decidere la durata del trascritto, poiché più è lunga la coda in poliadenine e più il trascritto avrà una vita lunga, che comunque è nell'ordine dei minuti o delle ore. Splicing Ora, il processo più complesso di maturazione è di certo lo splicing. Concettualmente lo splicing consiste nell'eliminazione di porzioni geniche dette introni dal trascritto in RNA. Gli introni sono delle porzioni non codificanti che non hanno nessuna funzione nel codificare proteine.

Tuttavia, hanno una grande importanza regolatoria per il DNA. Tuttavia l'RNA messaggero non ha bisogno di questa regolazione. Per questo gli introni devono essere eliminati dal trascritto, altrimenti codificherebbero per tratti di proteina o incompleti o comporterebbero il blocco della traduzione. Dopo aver eliminato gli introni, il processo di splicing provvede anche a giuntare le parti codificanti, chiamate esoni. È interessante notare come nel corso dell'evoluzione la quantità di introni nel DNA sia aumentata, o perlomeno si sia ridotta la quantità di esoni. Nell'uomo, solo il 3% del DNA è codificante, il 97% è composto da introni. Questo perché gli introni non sono sequenze inutili, semplicemente non codificano per delle proteine, ma hanno una grandissima importanza regolatoria, in quanto regolano un sacco di eventi cellulari attraverso decisioni su quali geni debbano essere trascritti e quali no.

Splicing Esistono diversi tipi di splicing.

Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale La forma base è chiamata splicing normale.

Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale Normale 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