Come trascrivere il DNA in mRNA
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Il materiale genetico della maggior parte degli organismi è il DNA, che memorizza le informazioni necessarie per lo sviluppo, il funzionamento e la riproduzione dell'organismo. Il DNA è un lungo frammento di nucleotidi in cui sia la codifica che le regioni non codificanti possono essere identificate all'interno della sequenza nucleotidica. Le regioni codificanti contengono le informazioni per la produzione di proteine funzionali negli organismi. Il processo di produzione della catena polipeptidica della proteina all'interno della cellula è noto come sintesi proteica. Trascrizione del DNA in mRNA e traduzione dell'mRNA in una sequenza di aminoacidi della proteina sono i passaggi sequenziali della sintesi proteica.
Aree chiave coperte
1. Cosa sono i geni
- Definizione, Caratteristiche, Ruolo
2. Come trascrivere il DNA in mRNA
- Processo di trascrizione
Termini chiave: DNA, geni, mRNA, sintesi proteica, trascrizione, traduzione
Cosa sono i geni
I geni sono pezzi di DNA che contengono regioni codificanti proteine nel genoma di un particolare organismo. La regione codificante per proteine e la regione regolatrice sono i due segmenti di un gene. La regione codificante per proteine dei geni eucariotici contiene introni ed esoni. La sequenza regolatoria di un gene contiene sequenze nucleotidiche come promotore, potenziatore e silenziatore, responsabili della regolazione dell'espressione genica. I geni sono inclusi nei cromosomi come mostrato in Figura 1.
Figura 1: gene
Un insieme completo di geni di una particolare specie è ereditato da un organismo durante la riproduzione. Le forme alternative di un gene sono conosciute come alleli. Alleli diversi danno variazioni fenotipiche agli organismi di una particolare popolazione.
Come trascrivere il DNA in mRNA
La sintesi proteica è il processo di produzione di una catena polipeptidica di una proteina funzionale basata sulle informazioni memorizzate in un gene. I due passaggi della sintesi proteica sono la trascrizione e la traduzione. La trascrizione è il primo passo della sintesi proteica; qui, una molecola di mRNA è prodotta sulla base delle informazioni codificate all'interno del gene corrispondente.
L'RNA polimerasi è l'enzima coinvolto nella trascrizione. La trascrizione è iniziata dal legame della RNA polimerasi al promotore del gene. Questo legame è facilitato dai fattori di trascrizione sia nei procarioti sia negli eucarioti. I sei fattori di trascrizione associati alla RNA polimerasi negli eucarioti sono TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF e TFIIH. Il legame della RNA polimerasi al DNA a doppia elica forma a bolla di trascrizione. L'RNA polimerasi legge il filamento di DNA antisenso dalla direzione 3 'a 5'. La bolla di trascrizione consiste di circa 14 basi del promotore a doppio filamento svolto. Quindi, i nucleotidi di RNA complementari vengono aggiunti al filamento antisenso dal sito di inizio della trascrizione dalla direzione 5 'a 3'. L'aggiunta di nucleotidi viene interrotta nel sito di terminazione della trascrizione. Alla fine dell'estremità 3 ', l'enzima aggiunge anche una coda di poliadenilato. Il processo di trascrizione è mostrato in figura 2.
Figura 2: trascrizione
Il trascritto primario sintetizzato dalla RNA polimerasi è noto come pre-mRNA. Il pre-mRNA eucariotico consiste in introni che devono essere staccati durante lo splicing dell'RNA nelle modificazioni post-traduzionali. Lo splicing alternativo del pre-mRNA eucariotico produce più proteine da un singolo gene. Generalmente, i geni eucariotici sono organizzati in cluster di geni noti come operoni. I geni di un particolare operone sono responsabili di una particolare funzione nella cellula come il metabolismo. Questi operoni vengono trascritti in una volta e producono diverse proteine da una singola molecola di mRNA.
Conclusione
La sintesi proteica è un processo di produzione di proteine basate sulle informazioni codificate in un gene. La trascrizione è il primo passo della sintesi proteica. Durante la trascrizione, la regione codificante la proteina del gene viene trascritta in una molecola di mRNA, che alla fine subisce la traduzione per la sintesi della catena polipeptidica.
Riferimento:
1. Venters, B. J e B. F Pugh. "Come vengono trascritti i geni eucariotici." Revisioni critiche in biochimica e biologia molecolare., U.S. National Library of Medicine, giugno 2009, disponibile qui.
Cortesia dell'immagine:
1. "Chromosome-DNA-gene" di Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) - Opera propria (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Processo di trascrizione (13080846733)" di Genomics Education Program - Processo di trascrizione (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
