Qual è il primo passo nella decodifica dei messaggi genetici?

Se osservi una cellula per un po', la vedrai scorrere tra la crescita e la divisione. Durante questi cicli, è necessario molto lavoro per prendersi cura del codice genetico che risiede nel DNA di una cellula, o acido desossiribonucleico. Un paio di lavori, chiamati replicazione e trascrizione, sono atti di riscaldamento che devono avvenire prima che la cellula inizi a svelare i messaggi genetici. Il processo chiamato traduzione decodifica le informazioni genetiche e il primo passo nella traduzione è "l'iniziazione".

L'acido ribonucleico, o RNA, è una molecola contenente zuccheri. Una delle quattro diverse basi - molecole simili ad anelli contenenti azoto - pende da ogni unità di zucchero. Le quattro basi sono adenina (A), citosina (C), guanina (G) e uracile (U). Durante la traduzione, l'ordine di battuta delle basi nell'RNA messaggero, o mRNA, controlla l'ordine degli amminoacidi nelle proteine. La linea di base dell'mRNA deriva dal DNA. Quasi ogni trio di basi lungo il filamento di mRNA punta a un particolare amminoacido. Ad esempio, la tripletta di mRNA AUG codifica per l'aminoacido metionina, che è sempre l'aminoacido lead-off quando la cellula produce proteine.

Un ribosoma è una minuscola parte cellulare composta da due subunità contenenti RNA ribosomiale, o rRNA, e proteine. Le cellule hanno molti ribosomi, che sono fabbriche di proteine. L'RNA di trasferimento, o tRNA, agisce come un carro attrezzi che trascina gli amminoacidi nell'area di assemblaggio delle proteine ​​del ribosoma. Il ribosoma ha tre diversi siti di lavoro per contenere le molecole di tRNA. Il sito P si attacca al primo tRNA. Il sito A cattura il successivo tRNA necessario e il sito P sposta l'amminoacido successivo alla proteina in crescita. Il tRNA svuotato si sposta quindi nel sito E dove il ribosoma lo spinge verso il marciapiede. Il sito P è sempre impostato per iniziare con l'aminoacido metionina.

È necessario riordinare il messaggio prima della traduzione. La cellula deve riparare l'mRNA appena prodotto prima di inviarlo a un ribosoma. Le estremità anteriore e posteriore ottengono aggiornamenti che proteggono il filo dall'attacco di enzimi ostili. Inoltre, gli enzimi editor rimuovono porzioni non necessarie dal filamento di mRNA. L'mRNA ingannato si attacca alla piccola subunità ribosomiale con l'aiuto di proteine ​​chiamate fattori di iniziazione. Un fattore si posiziona sul front-end dell'mRNA per assicurarsi che venga caricato per primo nel ribosoma. La grande subunità ribosomiale si unisce alla festa, creando un ribosoma completamente carico pronto per l'azione. Il mashup associato al ribosoma di fattori di iniziazione, mRNA e il primo tRNA con metione attaccato è chiamato complesso di preiniziazione della traduzione.

La traduzione inizia quando il complesso di preiniziazione è allineato sul ribosoma e la molecola iniziale di tRNA-metionina è depositata nel sito P. Per costruire la proteina desiderata, gli amminoacidi appropriati devono essere reclutati e legati, nella sequenza corretta, in una catena. Durante la fase di allungamento, il ribosoma viaggia lungo il filamento di mRNA, leggendolo e aggiungendo amminoacidi al filamento proteico. La proteina continua ad allungarsi finché il ribosoma non colpisce un segnale di "arresto" sul filamento di mRNA, a quel punto il ribosoma sputa fuori la nuova proteina.