TRASCRIZIONE E TRADUZIONE

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Per accrescersi, la cellula ha bisogno che l’informazione genetica contenuta nel DNA (acido desossiribonucleico) venga tradotta in proteine. Per fare questo, ha bisogno dell’intermediazione dell’ RNA (acido ribonucleico) attraverso il processo chiamato TRASCRIZIONE, che consiste appunto nella conversione del DNA in RNA.

Perché l’informazione che il DNA contiene deve essere convertita (o trascritta in RNA? Perché gli organelli cellulari dove avviene la conversione dell’informazione genetica in proteine (i ribosomi) si trovano nel citoplasma cellulare, mentre il DNA si trova nel nucleo e non può lasciare questa “postazione”. Perciò, è necessario convertire gli acidi nucleici del DNA in RNA, che invece è in grado di spostarsi dal nucleo al citoplasma.

L’RNA, come è già stato detto nella lezione a lui dedicata, è composto da acidi nucleici come il DNA, ma è acido ribonucleico e non desossiribonucleico. In più, è a unico filamento, e al posto della timina, fra le basi azotate, contiene uracile, che è sempre una pirimidina.

La trascrizione, ossia la conversione dell’acido desossiribonucleico in acido ribonucleico, avviene in 3 tappe:

  • INIZIO

Dei due filamenti di DNA, solo uno sarà trascritto in RNA.

L’enzima coinvolto è l’RNA polimerasi, che a differenza della DNA polimerasi non ha bisogno di primer. La sua trascrizione inizia a partire da una regione chiamata PROMOTORE che si trova direttamente sul filamento di DNA da trascrivere. La trascrizione avverrà in direzione 3′-5′ come per la DNA polimerasi.

Sia nei procarioti che negli eucarioti la regione chiamata “promotore” ha una sequenza di riconoscimento e una sequenza chiamata TATA BOX (piena di adenina e timina), ma negli eucarioti sono presenti anche dei fattori di trascrizione, ossia delle proteine in grado di controllare il legame fra DNA e RNA polimerasi, nonché l’inizio della trascrizione. Questo indica un processo di modulazione dell’informazione molto più raffinato e complesso presente negli organismi più evoluti.

I fattori di trascrizione si legano a sequenze chiamate ENHANCER (amplificatori) che si trovano appena dopo il promotore.

  • ALLUNGAMENTO

Il filamento di DNA viene trascritto e convertito in RNA, che si chiama “messaggero” perché dovrà portare l’informazione in esso trascritta dal nucleo al citoplasma, dove ci sono i ribosomi, per poter procedere alla traduzione. Durante il processo di trascrizione però, non avviene un controllo del corretto appaiamento dei nucleotidi, come invece accade durante la duplicazione del DNA, poiché anche se vi sono errori, il rischio di mutazioni è ridotto a zero a causa della brevità della vita dell’RNA trascritto.

  • TERMINAZIONE

Sul DNA da trascrivere ci sono siti di terminazione che dicono alla RNA polimerasi quando smettere di lavorare.

Uno degli RNA che si formano alla fine del processo di trascrizione è quello chiamato RNA messaggero (RNAm o mRNA), anche se non è l’unico RNA che va formandosi. L’RNA appena  formato si chiama TRASCRITTO PRIMARIO, ed è un filamento “immaturo” di RNA.

Prima di diventare “attivo”, questo RNA deve subire dei processi di taglio o splicing: questo lo convertirà da trascritto primario a RNA messaggero maturo.

Lo splicing consiste nel rimuovere (o tagliare) le sequenze di trascritto primario che non saranno tradotte in aminoacidi durante il processo di TRADUZIONE da parte dei ribosomi. Nell’RNA vi sono infatti sequenze nucleotidiche che verranno “lette” e tradotte in aminoacidi (e da lì in proteine) e sequenze nucleotidiche che non saranno mai “lette”: le prime si chiamano ESONI, le seconde INTRONI. Gli introni contengono un’informazione genetica che non sarà tradotta in aminoacidi e proteine, e che quindi non sarà mai espressa (da qui il nome “introni”, cioè l’informazione resterà “all’interno” della cellula e non si esprimerà mai all’esterno); questi introni devono essere rimossi per non essere letti, e questo processo avviene durante la fase di splicing.

Ma perché è necessario eliminare delle sequenze che contengono un’informazione genetica? Eliminare certe sequenze nucleotidiche è fondamentale per la modulazione dell’informazione genica, che è quello che differenzia tra loro cellule che hanno lo stesso DNA. Come è possibile che una cellula nervosa sia diversa da un globulo rosso, se hanno lo stesso DNA? Questo dipende dal fatto che nella cellula nervosa “legge” l’informazione genetica in un modo e il globulo rosso in un altro, anche attraverso lo splicing.

Dunque, ogni gene (porzione dei DNA) ha sequenze codificanti e non codificanti, cioè sequenze che vengono trascritte in RNA messaggero e poi tradotte in proteine, e sequenze che invece, pur contenute nell’RNA non vengono tradotte, che resteranno silenti. Le prime si chiamano ESONI, le seconde INTRONI.

Durante il processo di trascrizione, non viene sintetizzato solo RNA messaggero, ma anche:

  • RNA transfer
  • RNA ribosomiale

L’RNA trasfer (tRNA o RNAt) ha il compito di leggere l’informazione contenuta nell’RNAm maturo quando arriva ai ribosomi, per formare le proteine. L’RNA ribosomiale (rRNAo RNAr) è invece l’acido nucleico che compone i ribosomi.

L’RNA messaggero è trascritto dalla RNA polimerasi II, mentre l’ RNA transfer dalla RNA polimerasi III. L’RNA ribosomiale è trascritto in parte dall’RNA polimerasi I e in parte dalla III. Un’altra differenza è che RNA messaggero e transfer vengono sintetizzati nel NUCLEO, mentre l’RNA ribosomiale nel NUCLEOLO.

Negli eucarioti viene trascritto anche uno small nuclear RNA (RNA sn) di soli 150 nucleotidi, che svolgono alcune funzioni all’interno della trascrizione, come la regolazione dello splicing.

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