RNA e sintesi proteica

L'RNA $acido ribonucleico$ è una molecola simile al DNA ma con alcune differenze importanti. È composto da un singolo filamento di nucleotidi e utilizza lo zucchero ribosio invece del desossiribosio. Inoltre, al posto della timina, l'RNA contiene la base azotata uracile $U$.

Vocabulary: RNA messaggero $mRNA$, RNA di trasporto $tRNA$, RNA ribosomiale $rRNA$

I tre tipi di RNA e le loro funzioni sono:

1. RNA messaggero $mRNA$: Porta l'informazione genetica dal DNA nel nucleo ai ribosomi nel citoplasma.
2. RNA di trasporto $tRNA$: Trasporta gli aminoacidi specifici ai ribosomi durante la sintesi proteica.
3. RNA ribosomiale $rRNA$: Forma parte dei ribosomi, le "fabbriche" cellulari dove avviene la sintesi proteica.

Highlight: La sintesi proteica è il processo attraverso il quale le cellule producono proteine basandosi sulle informazioni contenute nel DNA.

La sintesi proteica: spiegazione semplice può essere riassunta in due fasi principali:

1. Trascrizione: Il DNA viene "letto" e copiato in mRNA nel nucleo.
2. Traduzione: L'mRNA viene "tradotto" in una sequenza di aminoacidi nei ribosomi, formando una proteina.

Esempio: Durante la traduzione, ogni tripletta di basi dell'mRNA $codone$ corrisponde a un aminoacido specifico. Ad esempio, la sequenza AUG codifica per l'aminoacido metionina e funge anche da segnale di inizio della sintesi proteica.

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 rappresenta il sistema di traduzione delle informazioni contenute nel DNA in proteine.

Highlight: Le informazioni genetiche sono codificate in triplette di nucleotidi, dove ogni tripletta corrisponde a un aminoacido specifico.

Example: La tripletta AUG codifica per l'aminoacido metionina e funge anche da segnale di inizio della sintesi proteica.

Definition: Il codice genetico è degenerato, significa che più triplette diverse possono codificare per lo stesso aminoacido.

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.

La Sintesi Proteica

La sintesi proteica è il processo attraverso cui le cellule producono proteine seguendo le istruzioni contenute nel DNA.

Definition: La sintesi proteica avviene attraverso due fasi principali: trascrizione e traduzione.

Highlight: La trascrizione avviene nel nucleo, mentre la traduzione nel citoplasma.

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.