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Il dogma centrale della biologia molecolare descrive il percorso dell'informazione genetica dal DNA alle proteine. La trascrizione è il processo in cui l'RNA messaggero viene sintetizzato dal DNA, un passaggio fondamentale per l'espressione genica. Questo processo è regolato da fattori trascrizionali che possono attivare o reprimere i geni, con differenze significative tra procarioti ed eucarioti. Gli eucarioti, in particolare, richiedono un'elaborata maturazione del pre-mRNA, inclusi splicing e modificazioni post-trascrizionali.
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Il dogma centrale della biologia molecolare descrive il flusso dell'informazione genetica dalla sequenza di DNA alla produzione di proteine funzionali
RNA messaggero (mRNA)
Durante la trascrizione, l'RNA messaggero (mRNA) viene sintetizzato a partire dal DNA
Enzima RNA polimerasi
La trascrizione è mediata dall'enzima RNA polimerasi, che procede lungo il filamento di DNA complementare in direzione 3’-5’
Promotori
Per iniziare la trascrizione, il complesso di trascrizione deve riconoscere e legarsi a specifiche sequenze di DNA note come promotori
La regolazione della trascrizione è essenziale per l'espressione genica e coinvolge una serie di fattori trascrizionali che possono attivare o reprimere l'attività dei geni
La regolazione della trascrizione nei procarioti è spesso coordinata attraverso strutture chiamate operoni, che permettono il controllo simultaneo di più geni correlati
Nei eucarioti, la RNA polimerasi richiede l'interazione con fattori di trascrizione specifici per legarsi al promotore e iniziare la trascrizione
Nei procarioti, la RNA polimerasi riconosce una sequenza promotrice tipica, mentre negli eucarioti la sequenza consenso è nota come TATA box
La trascrizione si articola in tre fasi: inizio, allungamento e terminazione
Subunità σ
La RNA polimerasi procariotica è composta da diverse subunità, tra cui la subunità σ, che è essenziale per il riconoscimento del promotore
Proteina ρ
Nei procarioti, la terminazione può avvenire autonomamente o essere aiutata da fattori proteici come la proteina ρ
Negli eucarioti, ci sono tre tipi di RNA polimerasi che sintetizzano diversi tipi di RNA
I geni eucariotici contengono esoni e introni; il pre-mRNA trascritto include entrambe queste sequenze e deve essere processato attraverso lo splicing
Lo splicing può avvenire in modi diversi per produrre diverse varianti di mRNA da un unico gene, aumentando la diversità proteica
Il pre-mRNA eucariotico subisce diverse modificazioni post-trascrizionali prima di diventare funzionale
Tra le modificazioni post-trascrizionali ci sono l'aggiunta di un cappuccio 5' di guanosina metilata e una coda poli-A all'estremità 3'
Lo splicing è un passaggio critico che rimuove gli introni e genera l'mRNA maturo
La regolazione della trascrizione è fondamentale per la risposta cellulare a stimoli interni ed esterni
Nei procarioti, la trascrizione può essere inibita da repressori o attivata da induttori
Negli eucarioti, la regolazione coinvolge enhancer, silencer e una moltitudine di fattori di trascrizione che possono interagire con il promotore e altre regioni regolatorie
00
Processo di sintesi dell'mRNA
Durante la trascrizione, l'RNA polimerasi sintetizza mRNA dal DNA.
01
Direzione di sintesi dell'mRNA
L'mRNA viene sintetizzato in direzione 5’-3’ dall'RNA polimerasi.
02
Ruolo dei promotori nella trascrizione
I promotori sono sequenze di DNA che permettono il legame del complesso di trascrizione per iniziare la sintesi dell'mRNA.
