La trascrizione. Il DNA all'interno del nucleo cellulare contiene tutte le informazioni necessarie alla cellula per sopravvivere e per coordinare la sintesi delle proteine. Le unità funzionali del codice genetico, chiamati geni, sovrintendono la sintesi di uno o più polipeptidi in un processo chiamato espressione genica.
Questo processo si suddivide in due tappe fondamentali la trascrizione e la traduzione che nelle cellule eucariote avvengono in posti diversi prima si ha la trascrizione nel nucleo poi la traduzione nei ribosomi immersi nel citoplasma l'espressione genica è un trasferimento di informazioni che presenta due criticità differenti alfabeti di comunicazione frammittente, DNA, e destinatario, la creazione della proteina. Il DNA, per le sue dimensioni, non può uscire dal nucleo della cellula. Il secondo problema viene superato con la trascrizione, il trasferimento dell'informazione genetica dal DNA all'RNA, con la formazione di un filamento di RNA messaggero, mRNA. complementare al filamento di DNA.
Questo filamento singolo può uscire dal nucleo e portare l'informazione fino ai ribosomi. Oltre all'MRNA, si possono formare anche TRNA, RNA transfer e rRNA, RNA ribosomiale. TRNA e rRNA partecipano alla fase di traduzione quando dall'MRNA si formano le proteine. Il primo problema viene superato in due tempi.
Le informazioni del DNA sono codificate con quattro basi azotate, timina T, adenina A, citosina C, guanina G, che nel DNA sono appaiate in modo obbligato per gli impedimenti sterici A con T e C con G, a formare una spirale a doppia elica. Il passaggio da DNA a mRNA è semplice, perché condividono lo stesso alfabeto di quattro lettere, le quattro basi azotate. L'unica differenza è che nel filamento lineare dell'MRNA la timina è sostituita dall'uracile, U. Il passaggio da mRNA a proteine è più complesso, perché da un alfabeto di 4 singole lettere, le 4 basi, bisogna passare ad un insieme di 20 sillabe, i 20 amminoacidi.
Questo passaggio è possibile perché il sistema di decodifica, il codice genetico, permette di abbinare 3 basi consecutive, triplette o codoni, ad ogni amminoacido, passando dalla combinazione di più lettere ad una singola sillaba. Torniamo alla trascrizione che avviene nel nucleo e che richiede uno dei due filamenti di DNA detto stampo, RNA polimerasi, un enzima che srotola la parte di DNA interessata e abbina i nucleotidi ribonucleici liberi complementari e li unisce fra loro. a dare il filamento di RNA.
Nucleotidi trifosfati, ATP, GTP, CTP, UTP. La trascrizione si svolge in quattro tappe. Riconoscimento.
Ogni gene ha una sequenza che lo precede, chiamata promotore, ed è il via alla trascrizione. Il promotore possiede una sequenza di basi T e A detta TataBox. Questa è la regione che facilita l'attacco dell'RNA polimerasi 2, sulla quale la RNA polimerasi inizia ad aprire l'elica di DNA.
Inizio. Si forma la bolla di trascrizione, che segna l'inizio del processo di trascrizione. Questa regione contiene la RNA polimerasi, il DNA e la molecola di RNA nascente. Allungamento. Durante questa fase la RNA polimerasi sintetizza l'RNA a partire dal DNA, in direzione 5'-3', quindi dal lato 5'al lato 3'del DNA.
L'RNA polimerasi guida i nucleotidi di RNA sul filamento stampo, secondo le regole della complementarietà, formando una molecola di RNA complementare al filamento di DNA. Il filamento di mRNA ottenuto è identico al filamento non trascritto, ma con l'uracile U al posto della timina T. Terminazione In questa tappa l'RNA polimerasi raggiunge la fine del gene da trascrivere contrassegnata da una sequenza chiamata terminatore. Non aggiunge più nucleotidi, si stacca dal DNA ed è libera di catalizzare altre trascrizioni.
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