Traduzione del DNA: cos'è e quali sono le sue fasi

La traduzione del DNA è il secondo processo di sintesi proteica. Avviene in tutti gli esseri viventi e avviene nel citoplasma, dove si trovano i ribosomi, che svolgono un ruolo fondamentale nel processo.

La traduzione non avviene all'improvviso. È necessario che sia stato fatto un primo passo, la trascrizione, in cui il materiale genetico sotto forma di DNA viene trascritto nella suddetta molecola di RNA. Vediamo come succede e cosa è necessario perché avvenga.

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Che cos'è la traduzione del DNA?

È noto che il DNA, in particolare i suoi tratti, i geni, contengono le informazioni genetiche su come siamo. Tuttavia, affinché i geni siano in grado di codificare le informazioni e di sintetizzare le proteine, è necessario un intero processo di lettura e codifica di DNA, RNA di diverso tipo, oltre al coinvolgimento di ribosomi.

Ci sono due passaggi necessari per trasformare l'informazione nascosta in un gene in una proteina ben elaborata:

Il primo è la trascrizione del DNA.

Una sequenza di DNA, cioè un gene, è costituita da nucleotidi, che sono adenina, timina, guanina e citosina (A, T, G e C, rispettivamente).

Durante la trascrizione, il pezzo di DNA viene trascritto in una molecola di RNA (acido ribonucleico), che differisce dal DNA in quanto, invece di contenere il nucleotide timina (T), ha uracile (U). A è complementare a T e C a U. Questo RNA viene elaborato e tagliato, diventando un RNA messaggero (mRNA).

Dopo la trascrizione viene la traduzione, che è la fase in cui l'RNA viene letto per formare una catena polipeptidica, che è fondamentalmente una proteina ma con una struttura molto lineare. Perché ciò accada, è necessario unire gli amminoacidi, che dipenderanno dai nucleotidi nell'RNA.

Il codice genetico

Come già dicevamo, durante la traduzione si legge l'informazione contenuta nell'mRNA, usando come se fossero il manuale di istruzioni per formare una catena di amminoacidi, cioè a polipeptide. È in questa fase che si otterrà quella che potrebbe essere considerata la struttura immediatamente precedente alla proteina., che è fondamentalmente una catena di amminoacidi ma con una struttura tridimensionale.

Ogni sequenza di tre nucleotidi, detti codoni, dell'mRNA (A, G, C e U) corrisponde ad uno specifico amminoacido, oppure ad un segnale di start o stop. Le triplette che codificano la fine della sintesi polipeptidica sono UGA, UAG e UAA, mentre il codone AUG codifica il segnale di inizio e anche l'amminoacido metionina.

Insieme, le relazioni codone-amminoacido sono ciò che costituisce il codice genetico. È ciò che consente alle cellule di decodificare, attraverso l'mRNA, una catena di nucleotidi in una catena di amminoacidi. Per capirlo meglio, di seguito abbiamo un filamento di mRNA, con nucleotidi. Accanto ad esso, abbiamo gli amminoacidi che corrispondono a ciascuna tripletta di nucleotidi, nonché i segnali di inizio e fine.

• 5'
• AGO - metionina / inizio
• GAG - Glutammato
• CUU - Leucina
• AGC - Serine
• UAG - STOP
• 3'

Il ruolo dei ribosomi e del tRNA

Prima di entrare nei dettagli su come avviene la traduzione del DNA, parleremo dei due elementi che permettono di leggere l'mRNA e di sintetizzare una stringa: ribosomi e RNA di trasferimento.

RNA di trasferimento (tRNA)

L'RNA di trasferimento (tRNA) è un tipo di RNA che funge da ponte molecolare per collegare i codoni dell'mRNA con gli amminoacidi per i quali codificano. Senza questo tipo di RNA non sarebbe possibile mettere in relazione un amminoacido con la tripletta di nucleotidi presenti nell'mRNA..

In ogni tRNA c'è un'estremità che ha una sequenza di tre nucleotidi, chiamata anticodone, che è complementare alla tripletta di nucleotidi dell'mRNA. All'altra estremità portano l'aminoacido.

ribosomi

I ribosomi sono organelli formati da due subunità dall'aspetto simile a quello di due panini da hamburger.: la subunità grande e la subunità piccola. Nel ribosoma, inoltre, ci sono tre punti cavi in ​​cui il tRNA si lega all'mRNA: i siti A, P ed E. È nei ribosomi che vengono costruiti i polipeptidi.

Le subunità grandi e piccole si raccolgono attorno all'mRNA e, per azione enzimatica, la il ribosoma catalizza una reazione chimica che unisce gli amminoacidi del tRNA in una catena polipeptide.

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Traduzione del DNA: il processo

Ogni secondo, le nostre cellule producono centinaia di proteine. È per questo motivo che la traduzione è un processo così importante per la vita, poiché senza di essa rimarremmo senza la capacità di trasformare le informazioni contenute nei geni in qualcosa di utile. La traduzione del DNA avviene in tre fasi: iniziazione, allungamento e terminazione.

Iniziazione

L'inizio della traduzione del DNA avviene nel ribosoma. Questo organello è assemblato attorno a una molecola di mRNA, dove arriverà un tRNA.

Quest'ultimo tipo di RNA deve portare l'aminoacido metionina, codificato dal codone AUG, che è il segnale per l'inizio della sintesi della catena polipeptidica.

Questo complesso ribosoma-tRNA-mRNA-metionina è noto come complesso di iniziazione ed è necessario affinché avvenga la traduzione.

Allungamento

L'allungamento, come suggerisce il nome, è lo stadio in cui gli amminoacidi vengono aggiunti alla catena polipeptidica, rendendola sempre più lunga. Man mano che vengono tradotte più triplette di nucleotidi di mRNA, più amminoacidi avrà il polipeptide.

Ogni volta che viene esposto un nuovo codone, si lega un tRNA corrispondente. La catena di amminoacidi esistente è attaccata all'aminoacido del tRNA attraverso una reazione chimica. L'mRNA sposta un codone sul ribosoma, esponendo un nuovo codone da leggere.

All'interno dell'allungamento possiamo distinguere tre fasi:

Nel primo, un anticodone, cioè una tripletta di tRNA contenente basi complementari a una tripletta di mRNA, "si accoppia" con un codone esposto dell'mRNA nel sito A.

Si forma un legame peptidico, attraverso l'azione catalitica dell'aminoacil-tRNA sintetasi, tra l'aminoacido appena introdotto e quello immediatamente precedente. Il nuovo amminoacido si trova nel sito A del ribosoma, mentre quello vecchio si trova nel sito P. Dopo che il legame si è formato, il polipeptide viene trasferito dal sito P al sito A.

Il ribosoma fa avanzare un codone nell'mRNA. Il tRNA nel sito A che trasporta il polipeptide si sposta nel sito P. Quindi si sposta nel sito E ed esce dal ribosoma.

Questo processo viene ripetuto molte volte, quanti nuovi amminoacidi vengono immessi se non è apparso un segnale prima di indicare che la continuazione della catena polipeptidica deve essere interrotta.

Cessazione

La terminazione è il momento in cui la catena polipeptidica viene rilasciata, cessando di crescere. Inizia quando un codone di stop (UAG, UAA o UGA) appare nell'mRNA. Questo, quando viene introdotto nel ribosoma, innesca una serie di eventi che determinano la separazione del filamento dal suo tRNA, permettendogli di fluttuare verso il citosol.

Può darsi che, nonostante la terminazione, il polipeptide debba ancora assumere la forma tridimensionale corretta affinché diventi una proteina ben formata.

Sebbene, in sostanza, le proteine ​​siano catene polipeptidiche, la loro differenza dalle catene polipeptidiche appena prodotte nel complesso ribosomiale è che hanno una forma tridimensionale, mentre la nuova catena polipeptidica trinca è fondamentalmente una catena molto lineare di aminoacidi.

Riferimenti bibliografici:

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