BIOLOGIA 23
Cosa si intende per editing dell'mRNA?
E' un processo di modificazione post trascrizionale tessuto specifico, finemente regolato, nel quale si attua inserzione o delezione di nucleotidi o modificazioni sulle basi stesse.
Quali sono le modificazioni più importanti che si conoscono?
Da citidina a uradine (deamminazione) e da adenosina a inosina (deaminazione), ovvero da citosina a uracile e da adenina a ipoxantina
Cosa permette l'inosina?
Il fenomeno del vacillamento del codice genetico, ovvero il motivo per cui un tRNA può riconoscere più codoni diversi far d loro
Cosa avviene più frequentemente negli organismi superiori fra deaminazione e inserzioni/delezioni? A che enzima dobbiamo le deaminazioni? Come fanno ad essere riconosciuti i punti corretti? Quale deaminazione è più frequente nell'uomo?
Deaminazione, deaminasi che devono essere poste esattamente sopra la adenina o citosina da deaminare, i punti corretti sono riconosciuti grazie alla struttura secondaria dell'mRNA. Le deaminazioni più frequenti sono quelle da adenosina a inosina, operate dall'enzima ADAR.
Di cosa ha bisogno la deaminazione della citosina a uracile?
Esse sono molto poco frequenti nell'uomo e hanno bisogno di un'enziam particolare chiamato editosoma, che fa parte della famiglia delle ApoBec e che viene usato anche nelle terapie geniche.
Cosa comporta la deaminazione?
La deaminazione porta al cambiamento di significato del codone
Esempio di Editing da A a I?
Un esempio di editing da A a I lo si trova nella subunità B del recettore ionotropo per il gluatmmato. Esso è caratterizzato da cinque subunità e 4 proteine transmembrana, avendo quindi un'estremità N-termianle extracellulare e un'estremità C-terminale cellulare. Ogni singola subunità possiede due siti di editing:
- sito QR, nel quale si può modificare una glutammina per un'arginina, comportando una diminuzione della permeabilità per il calcio del recettore.
-sito RG, da un arginina ad una glicina, viene operato per desensibilizzare il recettore allo ione calcio, in quanto dopo la stimolazione ogni recettore deve chiudersi.
Esempio di editing C-U
Un esmepio di sito di editing C-u lo si trova nell'apoliproteina B. E' un sito tessuto specifico in quanto nel fegato non viene editato, il codone rimane glutammico e la molecola prodotta ha peso molecolare alto (Apo-B100).
Nell'intestino invece viene editato e sis sotiutisce una glutammina con un codone di stop (UUA), risultando in una proteina più corta (Apo-B48)
L'editing per inserzione e delezione è presente nell'uomo? Un esempio? Come avviene?
L'editing per inserzione e delezione non è presente nell'uomo, ma in organismi semplici come Trypanosoma. L'editing avviene per riconoscimento di una sequenza di basi specifica, quindi il contatto tra enzima che opera la delezione/inserzione e il punto correttoa avviene per complementarietà delle basi.
Che caratteristiche presenta un mRNA maturo?
Un mRNA maturo presenta un cap in 5', code di poli A in 3', Exon conjuction complex per evidenziare le giunzioni degli esoni e un hnRNP aventi funzione di segnalazione, protezione e accompagnamento della molecola di RNA al di fuori del poro.
Perchè sono fondamentali tutte queste modificazioni?
Come sistema di protezione e di controllo post trascrizonale, in quanto senza esse l'mRNA non viene trasportato al di fuori del nucleo per essere tradottto.
Confronta le strutture dell'mRNA maturo di eucarioti e procarioti.
EUK = monocistronici, si tail e cap, si splicing
PRO = policistronici, no tail e cap, no splicing
Cos'è il trascrittoma? E il proteoma? Quale tipo di RNA è più presente a livello di peso? E a livello di numero di molecole?
Il trascrittoma è l'insieme di tutte le molecole di mRNA trascitte a partire dal genoma, il proteoma è invece il trascrittoma quando viene tradotto. Gli rRNA sono i più presenti a livello di peso, mentre a livello di numero di molecole le più presenti sono i tRNA.
Quali sono gli elementi fondamentali per la sintesi proteica?
Gli elementi fondamentali per la sintesi proteica sono i ribosomi, ovvero grandi molecole ribonucleotidiche che nel citoplamsa dsi trovano nella loro forma dissociata ( subunità separate)
Che differenze ci sono tra ribosomi PROK e ribosomi EUK?
EUK = più grandi, traducono pù tipi di proteine e ci sono 4 tipi: 5S, 5.8S, 28S e 18S
PRO = più piccoli, traducono meno tipi di proteine, e ci sono 3 tipi: 5S, 23S e 16S
Quale componente dei ribosomi è particolarmente conservata? Cosa significa?
La componente particolarmente conservata nei ribosomi è l'RNA, mentre le proteine sono molto eterogenee tra di loro. Significa che l'azione associata all'rRNA, ovvero la catalisi del legame peptidico, la compiono principalmente gli RNA e non la componente proteica
Ci sono ribosmi associati al RER e ribosomi citoplasmatici? Come fanno a sapere dove andare?
No, il pool di ribosomi rimane lo stesso, per cui ribosomi citoplasmatici e ribosomi del RER sono gli stessi. Il messaggio viene trasportato dalla molecola di mRNA che contiene un codone che codifica per un peptide segnale che serve al trasporto del ribosoma a livello del RER.
Gli rRNA sono conservati o ce ne sono di tipi molto diversi fra loro?
Esistono tipi diversi di rRNA, ma essi hanno una strttura secondaria (tridimensionale) estremamente conservata, che li fa tutti somigliare. Paragonando ad esempio 16S e 18S, pur avendo sequenze diverse essi mantengono uan struttura secondaria quasi uguale.
Come vengono sintetizzati gli rRNA? Dove vengono sintetizzati i 5S?
Gli rRNA 5.8S, 18S e 28S si orginano come al solito dal cluster e cazzi e mazzi. Gli rRNA 5S invece vengono sintetizzati a partire da geni contenuti in cluster piccoli e separati, mentre vengono trascritti dalla RNA polimerasi III.
Che modifcazioni subisce quindi il pre rRNA?
Il pre rRNA viene sintetizzato a partire dai geni contenuti nel cluster. In seguito subisce un taglio in posizioni altamente specifiche che comporta il distacco dei 3 rRNA (5.8S, 18S e 28S). Inoltre il pre-rRNA (chiamato anche 45S) subisce altre modificazioni atte a creare le basi minoritarie per assumere le strutture secondarie tipiche di questi RNA. Le modifiche principali che incontriamo sono la maetilazione di molte basi in posizione 2, oppure la isomerizzazione di uridina in pseudoruridina, con cambio di struttura e di carica.
Da che molecole viene operata la modificazione degli rRNA?
Dagli snoRNA che sono piccoli RNA non codificanti che servono appunto a modificare gli rRNA. Essi hanno una rtuttura simile agli snRNA, ce ne sono circa 30 tipi, hanno azione catalitica e si associano in complessi proteici detti snoRNP. Sono quindi veri e propri ribozimi che servono a modificare gli rRNA sfruttando la complementarietà di basi.
Che peculiarità hanno i geni che codificano per gli snoRNA?
I geni che codificano per gli snoRNA sono di 3 tipi:
- possono essere codificati da geni convenzionali, con il classico processo di trascrizione degli RNA...
- possono essere codificati da geni che si trovano all'interno di introni, essi non vengono degradati ma vengono maturati in snoRNA
- GENI A ROVESCIO gene codificante per lo snoRNA U22, nel quale abbiamo un processo di maturazione al contrario, determinata dalla rimozione degli esoni e manenimento degli introni, che vengono uniti assieme.
Dove avviene l'assemblaggio delle subunità ribosomiali? Anche 5S? SI froma proprio tutto il ribosoma?
L'assemblaggio delle subunità ribosomiali avviene a livello del nucleolo, dove vengono anche sintettizzati gli rRNA. Per quanto riguarda i 5S però no in quanto vengono sintetizzati al di fuori del nucleolo, sempre in ambiente nucleare per poi essere trasportati dentro il nucleolo. Le subunità vengono poi trasportate al di fuori del nucleo grazie al complesso del poro. L'assemblaggio completo del ribosoma (unione unità superiore ed inferiore) avviene però nel citoplasma, solamente quando le due subunità vengono a contatto con una molecola di mRNA.