I protagonisti della sintesi proteica

RNA messaggero L’RNA messaggero (mRNA), rappresenta l’informazione genetica trascritta nel linguaggio dell’RNA cioè consiste nella ripetizione di 4 basi azotate in diverse combinazioni, identiche a quelle del DNA tranne per la timina che in questo caso viene sostituita dall’uracile.L’mRNA per essere trasportato fuori dal nucleo della cellula ed entrare nel ribosoma dove avverrà la sua lettura e codifica, deve essere maturo, cioè presentare il cosiddetto cappuccio dell’mRNA. Il ribosoma legge i codoni dell’mRNA maturo, cioè la varie triplette di basi azotate, ognuna delle quali corrisponde ad un amminoacido. Alcune diverse triplette codificano lo stesso amminoacido a causa della ripetitività e ridondanza del codice genetico. In particolare però, solo due amminoacidi sono codificati unicamente dalla stessa tripletta: metionina e triptofano. Inoltre ci sono altre triplette che invece non codificano alcun aminoacido ma sono delle sequenze di stop della traduzione, dette codoni di stop (UAA, UGA, UAG). RNA transfer L’RNA transfer o di trasporto (tRNA), è composto da circa 80 nucleotidi e ha la funzione di trasferire uno specifico amminoacido nella sequenza amminoacidica di una proteina in crescita nel ribosoma, cioè durante la sintesi della proteina stessa. Il tRNA ha una particolare struttura a forma di quadrifoglio con 4 sporgenze dovute ai nucleotidi che lo compongono. E’ caratterizzato da: le anse D e T, un sito di attacco all’mRNA mediante una regione, l’anticodone, composta da 3 basi azotate complementari a quelle che compongono la tripletta sull’mRNA, il sito di attacco dell’amminoacido corrispondente al codone dell’mRNA. Il legame dell'amminoacido al tRNA avviene attraverso un particolare enzima amminoacil-tRNA-sintetasi, specifico per ogni amminoacido.  Il ribosoma Il ribosoma è un ribozima sintetizzato nel nucleolo all’interno del nucleo. E’ caratterizzato da due subunità, una maggiore e una minore, quest’ultima ha la funzione di sostegno e fa da sito di ingresso per l’mRNA durante la sintesi proteica. La subunità maggiore invece ha il vero e proprio ruolo di catalizzare la produzione della proteina. Le due subunità unite formano 4 siti disponibili, uno per l’entrata dell’mRNA e quelli A, P ed E per i tRNA.I siti A e P sono più grandi poichè devono ospitare il tRNA che presenta l’anticodone legato all’mRNA mentre il sito E è meno voluminoso perché ospita il tRNA che si sta staccando dopo aver aggiunto il rispettivo amminoacido alla proteina in formazione.

Sintesi proteica negli eucarioti

La sintesi di una proteina negli eucarioti inizia dalla porzione N-terminale in direzione verso il C-terminale ed il primo amminoacido è sempre la metionina di conseguenza il primo amminoacil-tRNA sarà sempre AUG (detto codone di inizio). Questo processo biochimico ha inizio quando la subunità minore del ribosoma riconosce l’estremità 5’ dell’mRNA, il cosiddetto cappuccio. Successivamente anche la subunità maggiore si attacca all’mRNA in corrispondenza del codone di inizio AUG. Il tRNA iniziale corrispondente alla metionina si posiziona nel sito P, mentre il successivo tRNA corrispondente al primo vero amminoacido specifico della proteina in produzione, nel sito A. L’enzima peptidil trasferasi a questo punto, catalizza il legame tra gli amminoacidi legati ai rispettivi tRNA nel sito P e nel sito A, formando il primo legame peptidico. Le subunità del ribosoma così si spostano di 3 nucleotidi verso il 3’ del’mRNA, così il primo tRNA si troverà in posizione E ed il secondo in posizione P. Il primo tRNA si stacca ed esce dal sito E mentre un nuovo amminoacil-tRNA entra in posizione A. In questo modo la sintesi continuerà ad andare avanti (allungamento) creando legami peptidici in successione tra gli amminoacidi legati dai tRNA, fino al codone di stop. A questo punto una molecola d’acqua idrolizza la proteina che si stacca dal ribosoma. Nella sintesi proteica intervengono anche dei fattori di rilascio, proteine e fattori di inizio.

Sintesi proteica nei procarioti

Nei procarioti l’assemblamento tra l’mRNA ed il ribosoma avviene grazie alla presenza di una particolare sequenza di basi, comunemente nota come sequenza di Shine-Dalgarno. In questo caso il primo amminoacido legato al tRNA iniziale può essere sia la metionina che la N-formil-metionina, si lega al sito P del ribosoma formando un ponte tra le due subunità, dando inizio al processo. Come negli eucarioti c’è la fase di inizio, l’allungamento, la traslocazione dei tRNA con l’uscita dal ribosoma e successiva entrata di altri.