BIOLOGIA 24
Che caratteristiche ha il codice genetico?
Il codice genetico è ridondante o DEGENERATO, ovvero più di un codone codifica per un amminoacido, UNIVERSALE, NON è AMBIGUO e tutte le proteine vengono sintetizzate nella stessa direzione 5'-3', ovvero dalla porzione N terminale a quella C terminale.
C'è una logica nella relazione codoni simili-amminoacidi simili?
Si, la logica sta nel fatto che codoni simili codificano per amminoacidi smili in quanto, se si dovessero presentare piccole modificazioni ai codoni (es sostituzione di un nucleotide) ci sarebbe molta più probabilità di sintetizzare amminoacidi che portano a modifiche meno dannose per l'organismo. Inoltre è importante anche per l'interazione wobble (spiegato dopo)
Il codice genetico è universale in TUTTI gli organismi?
Non proprio in tutti in quanto mitocondri, nei microplasmi e nei protozoi ciliati.
Quanti codoni di stop contiene il codice genetico? Codificano per un amminoacido? Qual è il codone di inzio del codice genetico? Per cosa codifica in EUK e PRO?
Nel codice genetico ci sono 3 codoni di stop, in particolare UUA, UGA e UAG, e non codificano per alcun amminoacido, ma comunicano ai ribosomi di fermare la catalisi dei legami peptidici. Il codone di inizio è invece AUG e codifica per una metionina negli EUK e per una formil-metionina nei PRO.
Cosa sono e che struttura presentano i tRNA?
I tRNA sono piccole molecole estremamente stabili ed abbondanti, ne esistono molte tipologie (1 per aa). Fungono da adattatori nel processo di traduzione permettendo la traduzione dei nucelotidi in amminoacidi. Riconoscono quindi sia il linguaggio amminoacidico che quello nucleotidico. Presentano una struttura a trifoglio con:
- stelo, alla cui estremità troviamo un sito accettore che presenta la sequenza CAA (In 3', conservata in tutti i tRNA) e funge da sito di aggancio per l'amminoacido;
- ansa T necessaria per l'aggancio del tRNA al ribosoma
- ansa dell'anticodone, che si trova dalla parte opposta del sito accettore ed è costituita da pochi amminoacidi che non formano una struttura secondaria. Al suo interno è presente l'anticodone, ovvero la sequenza complementare al codone (tripletta) che serve al riconoscimento del corretto appaiamento tRNA-mRNA maturo.
- ansa D, che è fodnamentale per l'interazione con l'enzima amminacil-tRNA sintetasi che associa ad ogni tRNA il corretto amminoacido.
Come viene sintetizzato e maturato il tRNA?
Il tRNA viene trascritto a partire da geni che si trovano in cluster conetnuti in maniera sparsa nel nucleo grazie all'azione della RNA polimerasi III. Viene dapprima trascritto un grande precursore che subisce delle modifiche post trascrizionali. Viene infatti tagliata sia nei prok che negli euk la parte a valle del sito CAA (quindi il 3') grazie alle azioni di nucleasi. Inoltre negli euk viene taglia anche la CAA e poi riagganciata grazie all'azione di CAA adding enzyme come controllo di qualità del trascritto. Inoltre viene tagliata anche la sequenza a 5' grazie all'azione di RNAsi P.
Sono presenti anche basi modificate?
Sì sono presenti anche basi modificate tra cui pseudouridina, metilinosina, inosina,... Esse servono a creare apppaiamenti non standard per dar vita a strutture tridimensonali diverse del tRNA, per interagire con il ribosoma e con il codone. Queste modificazioni danno vita alla struttura ad L rovesciata che presenta il tRNA che permette l'allonatamento di anticodone e stelo accettore dell'amminoacido. Questo è fondamentale in quanto lo stelo deve essere posto il più lontano possibile (sempre tenendo conto della stabilità della struttura) per non intralciare il riconoscimento del codone. E inoltre pone l'AA nella posizione corretta dove si trova il punto che catalizza il legame peptidico all'interno del ribosoma.
Quanti tRNA servirebbero se l'appaiamento tra codone e tRNA fosse perfetto? Quante famiglie caratterizzano i tRNA citoplasmatici e quanti quellim procariotici?
61, 49, 31
Come si giustifica il fatto che ci siano più codoni che tipi di tRNA? Cme funziona questo tipo di interazione?
Il fatto si giustifica poichè un tRNA è in grado di riconoscere più codoni grazie al fenomeno dello wobble, un tipo di interazione che riguarda il terzo nucleotide del codone e il primo dell'anticodone. In particolare i primi due nucleotidi del codone formano legami standard watson-crick con le ultime due basi dell'anticodone, mentre il primo dell'anticodone e l'ultimo del codone formano un legame wobble, come abbiamo detto. Questo permette di riconoscere più nucleotidi. Due codoni che codificano per lo stesso amminoacido e variano per l'ultima base possono usare lo stesso tRNA.
Come si presentano solitamente gli anticodoni?
Gli anticodoni si presentano solitamente con inosina in posizione 1, in quanto molto versatile dato che si può appaiare con citosina, adenina e uracile. Anche l'uracile si pone solitamente in posizione 1 in quanto in grado di appaiarsi con adenina e guanina. Quest'ultima si può appaiare con citosina eu uracile (uracile si ottiene per deaminazione di citosina, quindi il legame è wobble e non perfetto ci sta). Adenina e citosina sono invece di legare solo con appaiamenti standard di watson e crick. Avendo quindi Insoina, Urcaile o Guanina in posizione 1 si possono creare tRNA che riconoscono più codoni diversi. Un esempio è l'alanina in cui i codoni GCA, GCC, GCU vengono tutti riconosciuti da anticodone CGI
Come si forma il legame AA-tRNA? Che funzione ha?
Avviene a livello del CAA del tRNA sfruttando il gruppo carbossilico di un amminoacido e l'estremità 3' del tRNA appropriato.
Ha principalmente due funzioni:
- funzione adattatrice che consiste nell'associare al corretto anticodone il corretto amminoacido
- funzione energetica in quanto il legame che si forma fra tRNA e amminoacido è un legame ad alta energia che verrà poi ceduta al ribosoma per la catalisi del legame peptidico
La catalisi del legame peptidico è un processo che richede energia la ribosoma?
No, in quanto l'energia viene fornita dalla formazione del legame ad alta energia tRNA-AA
Cosa sono gli amminoacil-tRNA sintetasi? Quanti sono?
Sono enzimi che si occupano di dar vita la legame tRNA-AA grazie all'utilizzo di molecole di ATP. Sono 20 per cellula, uno specifico per ogni amminoacido. Pertanto una e una sola amminoacil tRNA sintetasi è in grado di legare il corretto AA a tutti i tRNA che contengo l'anticodone che lo riconosce.
Cos'è il secondo codice genetico?
E' l'insieme delle interazioni fra amminoacil tRNA sintetasi e tRNA che permette il riconoscimento del corretto appaiamento.
Come avviene il riconoscimento fra tRNA e amminoacil tRNA sintetasi?
Il riconoscimento avviene su punti specifici e conservati fra cui:
- sequenze CAA;
- sequenze che portano al sito accettore;
- sequenze dello stelo;
- sequenze attorno all'anticodone;
- regioni variabili (caratteritsiche di ogni tRNA);
Per evutare di compiere errori la amminoacil tRNA sintetasi si appoggia su molteplici posizioni
In quante classi si dividono gli AA tRNA sintetasi?
Si dividono in:
- classe 1, monomeriche o dimeriche e utilizzano l'ossidrile in posizione 2' dell'adenina per l'aggancio
-classe 2, tetrameriche o dimeriche, utilizzano l'ossidrile in c3' dell'adenina per l'aggancio.
Cosa sono in grado di legare contemporaneamente le AA tRNA sintetasi?
AA, ATP per creare il legame e tRNA