Acido desossiribonucleico, più comunemente noto come DNA, è ciò che viene utilizzato come materiale genetico della vita cellulare. È il DNA che contiene tutti i nostri geni che ci rendono ciò che siamo. Sono le proteine prodotte da questi geni che permettono alle nostre cellule di funzionare, che ci danno il colore dei nostri capelli, che ci aiutano a crescere e svilupparci, a combattere le infezioni, ecc.
Ma il DNA dice davvero alle nostre cellule quali proteine produrre? La risposta è sì e no.
Mentre il DNA codifica le informazioni necessarie per produrre proteine, il DNA stesso è solo il progetto per le proteine. Affinché l'informazione codificata nel DNA diventi una proteina, deve prima essere trascritto in mRNA poi tradotto ai ribosomi per creare la proteina.
È questo processo che ha generato quello che è noto come il dogma centrale della genetica: DNA ➝ RNA ➝ Proteine
L'acido desossiribonucleico (DNA) è il progetto
Il DNA è il materiale genetico utilizzato da tutta la vita cellulare ed è costituito da subunità chiamate nucleotidi.
Queste subunità sono composte ciascuna da tre parti:
- gruppo fosfato
- Zucchero desossiribosio
- Base azotata
Ci sono quattro distinti basi azotate: adenina (A), timina (T), guanina (C) e citosina (C). L'adenina si accoppia sempre con la timina e la guanina si accoppia sempre con la citosina.
Il DNA è un tipo di acido nucleico che è costituito da queste singole subunità nucleotidiche che si uniscono per formare due filamenti. I fosfati e gli zuccheri formano la spina dorsale dei filamenti di DNA. I due filamenti sono tenuti insieme da legami idrogeno che si formano tra le basi azotate.
Sono queste basi azotate che contengono il codice per le proteine. È l'ordine specifico delle basi azotate, noto anche come sequenza del DNA, che è come una lingua straniera che può essere tradotta in una sequenza proteica. Ogni lunghezza di DNA che costituisce le "istruzioni" per una proteina è chiamata a gene.
Trascrizione in mRNA
Allora, dove inizia la produzione di proteine? Tecnicamente, inizia con trascrizione.
La trascrizione avviene quando un enzima chiamato RNA polimerasi "legge" una sequenza di DNA e la trasforma in un filamento corrispondente complementare di mRNA. mRNA sta per "RNA messaggero" perché funge da messaggero, o intermediario, tra il codice del DNA e l'eventuale proteina.
Il filamento di mRNA è complementare al filamento di DNA che copia, tranne per il fatto che al posto della timina, l'RNA utilizza l'uracile (U) per completare l'adenina. Una volta che questo filamento è stato copiato, è noto come filamento pre-mRNA.
Prima di l'mRNA lascia il nucleo, le sequenze non codificanti chiamate "introni" vengono estratte dalla sequenza. Ciò che rimane, noto come esoni, viene quindi combinato insieme per formare la sequenza finale dell'mRNA.
Questo mRNA lascia quindi il nucleo e trova un ribosoma, che è il sito della sintesi proteica. Nel cellule procariotiche, non c'è nucleo. La trascrizione dell'mRNA avviene nella citoplasma e si verifica contemporaneamente.
L'mRNA viene quindi tradotto in proteine ai ribosomi
Una volta che la trascrizione dell'mRNA è stata prodotta, si dirige verso un ribosoma. I ribosomi sono conosciuti come la fabbrica proteica della cellula poiché è qui che il prodotto proteico viene effettivamente sintetizzato.
L'mRNA è costituito da triplette di basi, chiamate "codoni". Ogni codone corrisponde a un amminoacido in una catena di amminoacidi (ovvero una proteina). Qui è dove "traduzione" del codice dell'mRNA avviene tramite RNA di trasferimento (tRNA).
Poiché l'mRNA viene alimentato attraverso il ribosoma, ogni codone corrisponde a un anticodone (la sequenza complementare al codone) su una molecola di tRNA. Ogni molecola di tRNA trasporta uno specifico amminoacido che corrisponde a ciascun codone. Ad esempio, AUG è un codone che corrisponde all'aminoacido metionina.
Quando il codone sull'mRNA corrisponde all'anticodone su a tRNA, quell'amminoacido viene aggiunto alla catena di amminoacidi in crescita. Una volta che l'amminoacido viene aggiunto alla catena, il tRNA esce dal ribosoma per fare spazio alla successiva corrispondenza tra mRNA e tRNA.
Questo continua e la catena di amminoacidi cresce fino a quando l'intera trascrizione dell'mRNA è stata tradotta e la proteina è sintetizzata.