Speaker A
L'espressione genica, come già detto, si divide in due step: la trascrizione e la traduzione.
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Speaker A
Nella scorsa lezione abbiamo analizzato il primo step, da questa cominciamo ad entrare nel dettaglio del secondo.
Speaker A
Parliamo dei tre punti chiave della traduzione.
Speaker A
Come accennato nella lezione 54, la traduzione è il processo attraverso cui le cellule, nei ribosomi, traducono l'RNA messaggero appena trascritto, una sequenza di nucleotidi, in una catena polipeptidica, una sequenza di amminoacidi.
Speaker A
La traduzione è perciò lo step in cui l'informazione cambia linguaggio, viene tradotta.
Speaker A
Vediamo allora i tre punti chiave.
Speaker A
La traduzione avviene, come detto, nei ribosomi, organuli presenti nel citoplasma o sul reticolo endoplasmatico e costituiti da RNA ribosomiale o rRNA e proteine.
Speaker A
Il codice di traduzione tra i due linguaggi viene detto codice genetico, un codone, cioè una sequenza di tre nucleotidi dell'mRNA, corrisponde ad un amminoacido.
Speaker A
I traduttori che utilizzano il codice genetico per convertire l'informazione sono i tRNA o RNA transfer.
Speaker A
Queste sono molecole adattatrici che fanno da ponte tra l'mRNA e la catena polipeptidica.
Speaker A
In questa lezione parleremo appunto di questi tre punti chiave appena elencati, ma per favorire la chiarezza dei concetti lo faremo mischiando le carte, affrontando gli argomenti in ordine diverso.
Speaker A
Partiamo dai traduttori.
Speaker A
Gli RNA transfer.
Speaker A
Ogni RNA transfer è costituito da una corta catena di ribonucleotidi e deve far corrispondere, secondo il codice genetico, un codone dell'mRNA a un amminoacido della catena polipeptidica.
Speaker A
La catena polinucleotidica di un tRNA è organizzata in una specifica e distintiva struttura tridimensionale, contenente regioni a doppio filamento di RNA e tre anse di nucleotidi.
Speaker A
Queste strutture sono tenute insieme dai legami a idrogeno tra le basi complementari della catena.
Speaker A
Non vi spaventate dall'immagine della struttura del tRNA, è importante ricordare l'ansa dell'anticodone e il sito di attacco per l'amminoacido.
Speaker A
Aiutatevi con la rappresentazione in 2D.
Speaker A
L'ansa dell'anticodone contiene una sequenza di tre nucleotidi, chiamata anticodone appunto, necessaria a riconoscere il codone corrispondente presente sull'mRNA.
Speaker A
Ogni tRNA ha uno specifico anticodone che si lega al suo codone complementare sull'mRNA.
Speaker A
Ah!
Speaker A
Mi raccomando alle direzioni.
Speaker A
Codone e anticodone sono antiparalleli.
Speaker A
Il sito di attacco per l'amminoacido si trova dall'altra parte della molecola di tRNA.
Speaker A
All'estremità 3' primo.
Speaker A
E serve, come dice il nome, ad accettare l'amminoacido corrispondente al codone complementare all'anticodone.
Speaker A
Ogni tRNA accetta uno specifico amminoacido.
Speaker A
Enzimi chiamati amminoacil-tRNA-sintetasi usano l'ATP come fonte di energia per legare, con un legame covalente, l'amminoacido specifico alla sua molecola di tRNA.
Speaker A
Il complesso che deriva dal legame tra l'amminoacido e il tRNA viene chiamato amminoacil-tRNA.
Speaker A
Ed è in grado a questo punto di riconoscere sull'mRNA il codone corrispondente al proprio anticodone.
Speaker A
Capito in che senso il tRNA è una molecola adattatrice?
Speaker A
Fa corrispondere l'adeguato amminoacido legato su di sé.
Speaker A
Al codone riconosciuto dal proprio anticodone.
Speaker A
Prima ho detto dall'altra parte.
Speaker A
Lo vedete in questa immagine 2D come i due elementi sono uno in alto e l'altro in basso?
Speaker A
Ma vediamo di essere precisi.
Speaker A
Nella struttura tridimensionale del tRNA la distanza tra l'anticodone e il sito di legame dell'amminoacido è mantenuta costante.
Speaker A
Questo permette, nel processo di traduzioni, il preciso posizionamento degli amminoacidi.
Speaker A
Necessario alla corretta formazione dei legami peptidici della catena polipeptidica in allungamento.
Speaker A
Abbiamo appena detto che i tRNA sono le molecole adattatrici.
Speaker A
Che fanno corrispondere un codone ad uno specifico amminoacido della catena polipeptidica.
Speaker A
Sono i traduttori.
Speaker A
Studiamo adesso il loro dizionario, il codice di traduzione.
Speaker A
Il codice genetico.
Speaker A
Il codice genetico, lo avevamo accennato studiando il dogma della biologia, è quasi universale.
Speaker A
È lo stesso in organismi molto diversi tra loro.
Speaker A
Praticamente in tutti gli organismi.
Speaker A
Si conoscono però alcune eccezioni ed una di essa è data dal codice genetico mitocondriale.
Speaker A
Quello del DNA presente nei mitocondri.
Speaker A
Che è simile a quello nucleare, ma non identico.
Speaker A
Dobbiamo accennare poi al codon usage.
Speaker A
Organismi diversi, pur avendo lo stesso codice genetico, preferiscono esprimere uno stesso amminoacido attraverso l'utilizzo di un codone o di un altro tra quelli sinonimi per quell'amminoacido.
Speaker A
Facciamo un esempio.
Speaker A
Se un organismo per incorporare la leucina usa preferenzialmente il codone CUU.
Speaker A
Un altro organismo, sempre per la leucina, potrà usare preferenzialmente il codone CUC.
Speaker A
Ragioniamo adesso insieme.
Speaker A
Le proteine sono costituite da 20 amminoacidi comuni e nell'RNA esistono solo quattro nucleotidi, quattro basi azotate: A, G, C e U.
Speaker A
La prima ipotesi che possiamo fare è che ogni base codifichi per un amminoacido.
Speaker A
Ma pensateci, non è possibile, perché così si potrebbero codificare solo 4, 4 elevato a 1, dei 20 amminoacidi.
Speaker A
Un codice a due basi, ogni due basi un amminoacido allora?
Speaker A
No, perché quattro basi disponibili elevato alla seconda, il numero di basi ipotizzato codificare per un amminoacido, da 16.
Speaker A
E questo numero è ancora inferiore a 20, il numero degli amminoacidi più comuni.
Speaker A
Lezione 22 per memorizzarli.
Speaker A
Proviamo con un codice a triplette.
Speaker A
Quattro basi disponibili elevato alla terza, il numero di basi ipotizzato codificare per un amminoacido.
Speaker A
Uguale 64.
Speaker A
Le combinazioni possibili di codoni sono 64, abbastanza per codificare i 20 amminoacidi.
Speaker A
Anche troppe.
Speaker A
Ma ci arriviamo.
Speaker A
Fu Francis Crick, ancora lui, insieme al biologo Sidney Brenner, a dimostrare nel 1961.
Speaker A
Attraverso osservazioni sperimentali che il codice genetico è basato su una serie di triplette di basi azotate non sovrapposte, chiamate codoni.
Speaker A
Non sovrapposte, lo sottolineo.
Speaker A
Perché è importante.
Speaker A
L'mRNA da tradurre viene letto tre basi, una tripletta, alla volta.
Speaker A
Il punto di partenza, l'AUG, codone di start, imposta la sequenza di lettura.
Speaker A
La cosiddetta reading frame del messaggio.
Speaker A
Partite a leggere una base prima o una base dopo.
Speaker A
E cambia tutto.
Speaker A
Logico, no?
Speaker A
Dopo vari altri studi che utilizzavano molecole di mRNA sintetizzate in laboratorio, costituite da sequenze note di nucleotidi.
Speaker A
Furono decifrati, cioè associati ad un amminoacido, tutti i possibili codoni.
Speaker A
Fu decifrato il codice genetico.
Speaker A
Dei 64 codoni, 61 codificano ciascuno per un amminoacido.
Speaker A
E tre per un segnale di stop.
Speaker A
UAA, UAG e UGA.
Speaker A
Il codone di start codifica per la metionina.
Speaker A
61 codoni per 20 amminoacidi.
Speaker A
Troppi.
Speaker A
Ne deriva che, come potete vedere, uno stesso amminoacido può essere codificato da più di un codone.
Speaker A
Solo la metionina e il triptofano sono codificati da un solo codone.
Speaker A
Il codice genetico è pertanto ridondante o degenerato.
Speaker A
Degenerato che però non significa ambiguo.
Speaker A
Ogni codone codifica solamente per uno specifico amminoacido.
Speaker A
Indovinate chi provò a spiegare le possibili cause della degenerazione del codice genetico?
Speaker A
Ma Francis Crick.
Speaker A
Ovvio.
Speaker A
Lo fece nel 1966 elaborando la wobble hypothesis.
Speaker A
Secondo questa ipotesi, solo le prime due basi al 5' primo del codone hanno un appaiamento preciso con l'anticodone del tRNA.
Speaker A
Mentre l'appaiamento tra la terza base al 3' primo del codone e la prima base al 5' primo dell'anticodone può wobble, oscillare.
Speaker A
Può non seguire le regole canoniche di appaiamento fra basi complementari.
Speaker A
Le vedete le terze basi dei codoni nel codice genetico?
Speaker A
Ecco, focalizzatevi un attimo su quelle.
Speaker A
Questo fenomeno di oscillazione permette ad un singolo tRNA di riconoscere più di un codone.
Speaker A
E la cellula risparmia così nel numero di tRNA.
Speaker A
Un tRNA con un amminoacido come la leucina legato al 3' primo, ad esempio, può riconoscere e legarsi a più di un codone.
Speaker A
Manca di parlare del luogo in cui avviene la traduzione.
Speaker A
Il ribosoma.
Speaker A
I ribosomi sono organuli che abbiamo già studiato da un punto di vista cellulare.
Speaker A
Nella lezione 29.
Speaker A
Adesso li affrontiamo da un punto di vista funzionale.
Speaker A
Partiamo sottolineando che i ribosomi procariotici e quelli eucariotici non sono identici.
Speaker A
Ma in entrambi i casi sono costituiti da due subunità.
Speaker A
Una maggiore e una minore.
Speaker A
Composte da proteine e RNA ribosomiale o rRNA.
Speaker A
L'RNA messaggero che deve essere tradotto si inserisce nel ribosoma attraverso una scanalatura.
Speaker A
Che si crea fra le superfici di contatto delle due subunità, la maggiore e la minore.
Speaker A
Ve la ricordate la metafora della rosetta con la mortadella della lezione 29?
Speaker A
Ecco, forse adesso la capirete anche meglio.
Speaker A
Le immagini 2D del ribosoma in traduzione mi hanno sempre ricordato proprio una rosetta e non un altro tipo di panino.
Speaker A
Anche per via delle sue tre depressioni.
Speaker A
I tre siti di legami per il tRNA.
Speaker A
Il sito A, amminoacilico.
Speaker A
Il sito P, peptidilico.
Speaker A
Ed il sito E, exit, uscita.
Speaker A
I tRNA si spostano attraverso questi siti.
Speaker A
Da A a P a E.
Speaker A
Il sito P, quello centrale, è quello in cui si trova il tRNA.
Speaker A
Su cui è legata la catena polipeptidica in allungamento.
Speaker A
Quello che porta su di sé l'ultimo amminoacido inserito nella catena.
Speaker A
Il sito A è quello in cui si trova il tRNA.
Speaker A
Su cui è legato l'amminoacido successivo da aggiungere alla catena polipeptidica.
Speaker A
Il sito E, exit, uscita.
Speaker A
È quello in cui i tRNA che sono ormai scarichi perché hanno già legato il loro amminoacido alla catena polipeptidica in allungamento, escono dal ribosoma.
Speaker A
Nella prossima lezione vedremo il processo di traduzione vero e proprio.
Speaker A
Come inizia?
Speaker A
Come viene allungata la catena polipeptidica?
Speaker A
E come termina?
Speaker A
Nel frattempo, se avete trovato utile la lezione, like al video e iscrizione al canale per continuare a farci compagnia in questo percorso.
Speaker A
Per restare connessi con me e con la biologia.
Speaker A
Ciao e buono studio a tutti.
