Proteine e codice genetico

Le proteine sono molecole complesse formate da catene di aminoacidi. Esistono 20 diversi aminoacidi che possono combinarsi in infinite sequenze per formare le proteine.

Definizione: Le proteine sono polipeptidi costituiti da sequenze specifiche di aminoacidi, determinate dalle informazioni genetiche contenute nel DNA.

La struttura delle proteine può essere descritta a quattro livelli di complessità:

1. Struttura primaria: La sequenza lineare degli aminoacidi
2. Struttura secondaria: Ripiegamenti locali della catena (es. α-elica, foglietto β)
3. Struttura terziaria: Ripiegamento tridimensionale della catena
4. Struttura quaternaria: Associazione di più catene proteiche

Highlight: La struttura tridimensionale di una proteina è fondamentale per la sua funzione biologica.

Il codice genetico è il sistema che traduce le sequenze di nucleotidi del DNA in sequenze di aminoacidi delle proteine. Le caratteristiche principali del codice genetico sono:

• È basato su triplette di nucleotidi chiamate codoni
• Ogni codone corrisponde a un aminoacido specifico
• Il codice è degenerato: più codoni possono codificare lo stesso aminoacido
• Esistono codoni di inizio (AUG) e di stop (UAA, UAG, UGA)

Esempio: La tripletta UUU codifica per l'aminoacido fenilalanina, mentre AUG codifica per metionina e funge da codone di inizio.

La sintesi proteica: fasi dettagliate includono:

1. Trascrizione del DNA in mRNA nel nucleo
2. Processamento dell'mRNA (aggiunta del cap, splicing, coda poli-A)
3. Esportazione dell'mRNA maturo nel citoplasma
4. Traduzione dell'mRNA in proteina sui ribosomi
5. Modifiche post-traduzionali e ripiegamento della proteina

Vocabulary: Splicing: processo di rimozione degli introni e unione degli esoni nell'mRNA

La comprensione di questi processi molecolari è fondamentale per capire come le informazioni genetiche si traducono nelle caratteristiche osservabili degli organismi (fenotipo). La duplicazione del DNA, la trascrizione in RNA e la sintesi proteica sono alla base della vita cellulare e dell'espressione genica.

Il Codice Genetico

Il codice genetico determina come le sequenze di nucleotidi nel DNA vengono tradotte in proteine.

Definition: Le triplette sono sequenze di tre nucleotidi che codificano per specifici aminoacidi.

Highlight: Il codice genetico è universale e degenerato, significa che più triplette possono codificare per lo stesso aminoacido.

Struttura e duplicazione del DNA

Il DNA (acido desossiribonucleico) è una molecola fondamentale presente nel nucleo delle cellule di tutti gli organismi. Contiene le istruzioni genetiche necessarie per lo sviluppo e il funzionamento degli esseri viventi.

Definizione: Il DNA è il materiale genetico che contiene il patrimonio ereditario di un organismo, trasmesso dai genitori al momento del concepimento.

La struttura del DNA è caratterizzata da una doppia elica formata da due filamenti di nucleotidi. Ogni nucleotide è composto da tre parti:

1. Una molecola di zucchero (desossiribosio)
2. Un gruppo fosfato
3. Una base azotata

Highlight: Le quattro basi azotate del DNA sono adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Queste basi si appaiano secondo regole precise: A con T e G con C.

La duplicazione del DNA è un processo essenziale che avviene prima della divisione cellulare. Questo processo assicura che ogni cellula figlia riceva una copia identica del materiale genetico. Le fasi principali della duplicazione sono:

1. L'enzima elicasi separa i due filamenti del DNA
2. L'enzima DNA polimerasi aggiunge nucleotidi complementari a ciascun filamento
3. Si formano due molecole di DNA identiche all'originale

Esempio: Durante la duplicazione, se sul filamento originale c'è una base A, la DNA polimerasi aggiungerà una T sul nuovo filamento complementare.