In questa serie di articoli sono stati descritti i processi con cui viene trasmessa l’informazione genica ai discenti. Nel primo articolo abbiamo visto come il DNA venga replicato La replicazione del DNA, nel secondo è stato descritto il processo di trascrizione del DNA in RNA La trascrizione del DNA. Adesso vedremo come le informazioni contenute nell’RNA siano in grado di avviare la produzione di proteine nei ribosomi, un processo chiamato traduzione.
Il processo di traduzione
Nella traduzione abbiamo la trasformazione di un linguaggio a nucleotidi dell’RNA in un linguaggio ad aminoacidi delle proteine. Le regole secondo il quale si ha corrispondenza in questi due linguaggi costituisce il codice genetico.
La traduzione presenta cinque protagonisti:
- mRNA;
- tRNA;
- ribosomi;
- amminoacil-tRNA sinteasi;
- fattori proteici.
Il ruolo degli mRNA è quello di portare l’nformazione ai ribosomi che la convertiranno da un linguaggio a nucleotidi ad uno ad aminoacidi. Il tRNA ha la funzione di “adattatore” cioè funge da ponte tra mRNA e proteina.
Il tRNA
La molecola di tRNA possiede alcune caratteristiche importanti:
- un anticodone che gli permette di legarsi al codone complementare presente sull’mRNA;
- deve essere riconosciuta da una specifica amminoacil-tRNA sinteasi che leghi il corretto aminoacido;
- possiede una regione che funge da sito di attacco per l’aminoacido specificato dall’anticodone;
- deve essere riconosciuta dai ribosomi.
Ciascuna molecola di tRNA si lega ad uno specifico aminoacido riconoscendo il codone (sequenza di tre basi) dell’mRNA, il riconoscimento avviene tramite l’anticodone del tRNA che riconosce il codone mediante appaiamento di basi complementari. Enzimi noti come amminoacil-tRNA sinteasi legano gli aminoacidi alle rispettive molecole di tRNA tramite legami covalenti. Il complesso che ne risulta è chiamato amminoacil-tRNA ed è in grado di legarsi alle sequenze codificanti dell’RNA messaggero così da allineare gli aminoacidi nel giusto ordine e formare la catena polipeptidica.
Il processo di formazione della catena polipeptidica avviene facendo corrispondere a tre nucleotidi adiacenti uno specifico aminoacido, quasi tutti gli aminoacidi sono specificati da più di un codone ed ogni codone specifica per un solo aminoacido.
Il codice ha un segnale di inizio ed uno di fine, il codone AUG è quello di inizio e specifica l’aminoacido metionina mentre i codoni UAA, UAG e UGA sono codoni di stop e non specificano nessun aminoacido. Il codice è universale per tutti gli organismi ad eccezione dei mitocondri ed alcuni batteri.
Ribosoma
Il ribosoma è formato da due subunità composte da proteine e rRNA. La subunità maggiore contiene una depressione sulla superficie alla quale si adatta la subunità minore. Le molecole di RNA messaggero si inseriscono in una scanalatura che si forma fra le superfici di contatto delle due subunità. Il ribosoma presenta quattro siti di legame, uno per l’RNA messaggero e tre per i tRNA (APE). Il sito P (peptidilico) viene occupato dal tRNA che porta la catena peptidica crescente, il sito A (aminoacilco) è occupato dal tRNA che porta l’aminoacido successivo, il sito E (exit) è quello di uscita dove il tRNA lascia il ribosoma.
Nella fase finale della traduzione chiamata terminazione, il ribosoma procedendo in direzione 5′ → 3’arriva sul codone di stop ed un fattore di rilascio proteico riconoscendo il codone si lega al sito A. Quando il fattore di rilascio si lega al sito A, il legame tra tRNA del sito P e l’ultimo aminoacido della catena polipeptidica si rompe. A questo punto la reazione di idrolisi libera il polipeptide e separa i componenti del complesso di traduzione. L’RNA messaggero viene tradotto più volte prima di essere distrutto.
Proteine specializzate associate ai ribosomi dette chaperoni molecolari, assistono le catene polipeptidiche appena sintetizzate nel processo di ripiegamento nella loro conformazione tridimensionale attiva.