Le proteine ​​sono sintetizzate dal DNA? 7+ fatti che dovresti sapere

In questo articolo, veniamo a conoscenza di 8 fatti importanti riguardanti "Le proteine ​​​​sono sintetizzate dal DNA", insieme al dogma centrale della biologia molecolare.

La produzione di proteine ​​è nota come sintesi proteica. Quando applicato ai sistemi biologici, si verifica all'interno della cellula. Si svolge all'interno del citoplasma procariotico. Come negli eucarioti, la sezione codificante del DNA viene prima tradotta in una trascrizione (mRNA) nel nucleo. I ribosomi trasformano la trascrizione in un complesso proteico con una sequenza di amminoacidi predeterminata dopo che ha lasciato il nucleo.

Il processo attraverso il quale le cellule producono proteine ​​usando DNA, RNA e diversi enzimi è noto come sintesi proteica. Spesso comprende il ripiegamento delle proteine, le modifiche e la proteolisi, nonché i processi di trascrizione, traduzione e post-traduzione.

Discutiamone alcuni fatti e cerca di capire Sono proteine Sintetizzato dal DNA?

  • Come vengono sintetizzate le proteine ​​dal DNA?
  • Quando vengono sintetizzate le proteine ​​dal DNA?
  • Dove vengono sintetizzate le proteine ​​dal DNA?
  • Le proteine ​​possono essere sintetizzate senza DNA?
  • Il DNA dirige la sintesi proteica?
  • In che modo il DNA dirige la sintesi proteica?
  • La proteina è sintetizzata dall'RNA?
  • Le proteine ​​sono sintetizzate dall'mRNA?

Sintesi proteica procariotica vs. eucariotica

  • Una classe cruciale di biomolecole necessarie a tutti gli esseri viventi per la sopravvivenza sono le proteine. Sia i procarioti che gli eucarioti producono proteine ​​per una serie di attività e funzioni. Mentre alcune delle proteine ​​fungono da catalizzatori per reazioni biologiche, alcune proteine ​​sono utilizzate per funzioni strutturali.
  • La sintesi proteica nei procarioti e negli eucarioti differisce in modo significativo. Ad esempio, i procarioti il citoplasma è dove proteine avviene la produzione. La fase iniziale (trascrizione) si svolge nel nucleo negli eucarioti. Dopo la formazione, il trascritto (mRNA) raggiunge il citoplasma, dove si trovano i ribosomi.
  • Qui, dall'mRNA viene prodotta una catena di amminoacidi. Le distinzioni tra sintesi proteica batterica ed eucariotica sono mostrate di seguito.

Differenze chiave

Sintesi proteica procarioticaSintesi proteica eucariotica
La traduzione inizia anche prima del completamento della trascrizione dell'mRNALa sintesi proteica eucariotica prevede la trascrizione, seguita dalla traduzione
La produzione di mRNA batterico non comporta l'inserimento di un cappuccio e di una coda poli A, ad eccezione degli archeobatteriL'inserimento di una coda poli A e un cappuccio 5' all'estremità 3' della trascrizione dell'mRNA.
Al codone AUG, inizia la traduzione; PIF-1, PIF-2 e PIF-3 sono i fattori di avvio.Il cappuccio 5′, che, al primo codone AUG, connette l'mRNA all'unità ribosomiale, innesca l'inizio della traduzione;
PIF-1, PIF-2 e PIF-3 sono i fattori di avvio.eIF1-6, eIF4B, eIF4C, eIF4D e eIF4F sono i fattori iniziali.
Differenze tra sintesi proteica procariotica v/s eucariotica

Come vengono sintetizzate le proteine ​​dal DNA?

Questa straordinaria opera d'arte illustra la sintesi delle proteine, una procedura che avviene nelle cellule di tutti gli esseri viventi. Trascrizione e traduzione sono i due processi che compongono il processo noto come sintesi proteica.

I nuclei delle cellule eucariotiche sono dove avviene la trascrizione. Durante la trascrizione, viene creata una molecola di RNA messaggero utilizzando il DNA come modello (mRNA). Il processo di traduzione inizia in un ribosoma nel citoplasma dopo che la molecola di mRNA esce dal nucleo. Durante la traduzione, si accede al codice genetico presente nell'mRNA e lo si utilizza per produrre una proteina. Il principio fondamentale della biologia molecolare, DNA→  RNA→  Proteine, somma insieme questi 2 processi.

Trascrizione

Il primo elemento del principio fondamentale della biologia molecolare è la trascrizione: DNA → RNA. Viene chiamato il trasferimento di informazioni genetiche dal DNA all'mRNA. Durante la trascrizione viene creato un filamento di mRNA per completare un filamento di DNA.

Fasi di trascrizione

Le tre fasi della trascrizione sono l'inizio, l'allungamento e la conclusione. Il diagramma seguente mostra i passaggi.

  1. L'iniziazione è il primo passo nella trascrizione. Avviene quando il promotore, una regione di un gene, interagisce con l'enzima RNA polimerasi. In ordine per il enzima da “leggere” le basi in uno dei filamenti di DNA, questo segnala al DNA di distendersi. L'enzima è pronto per assemblare un filamento di mRNA sequenziato in base complementare.
  2. L'aggiunta di sequenze nucleotidiche al filamento di mRNA viene definita allungamento.
  3. La trascrizione termina dopo la risoluzione. Quando il filamento di mRNA è completato, si separa dal DNA.

 

Elaborazione dell'mRNA

Negli eucarioti, l'mRNA appena trascritto non è ancora pronto per la traduzione. Il pre-mRNA a questo livello richiede un'elaborazione aggiuntiva prima di evolversi in mRNA maturo e lasciando il nucleo. L'elaborazione potrebbe comportare la poliadenilazione, l'editing e lo splicing. L'mRNA è alterato in vari modi da questi meccanismi. Un gene può ora produrre diverse proteine ​​a causa di questi cambiamenti.

  • Come si può vedere nel diagramma seguente, lo splicing elimina gli introni dall'mRNA. Il genoma contiene regioni chiamate introni prive di codifica proteica. Gli esoni sono le uniche parti dell'mRNA rimanente che codificano realmente per la proteina. Il diagramma descrive le ribonucleoproteine, che sono minuscole proteine ​​che costituiscono l'RNA nel nucleo e sono essenziali per il processo di splicing.
  • Alcuni dei nucleotidi nell'mRNA vengono alterati durante l'editing. Ad esempio, l'editing ha portato allo sviluppo di due distinte varianti della proteina umana (APOB), che aiuta nel trasporto dei lipidi nel sangue. A causa del segnale di arresto anticipato, che la modifica aggiunge all'mRNA, una variante è più piccola di un'altra.
  • L'mRNA guadagna una "coda" attraverso la poliadenilazione. Nella coda c'è una fila di As (basi adenine). Mostra che l'mRNA è terminato. Inoltre, protegge l'mRNA dagli enzimi che lo scompongono e aiuta il trasferimento dell'mRNA dal nucleo.

Traduzione

La seconda componente del principio fondamentale della biologia molecolare è la traduzione: RNA→ Proteina. È una procedura attraverso la quale le informazioni genetiche dell'mRNA vengono recitate per produrre una proteina. La figura seguente mostra come funziona la traduzione. L'mRNA procede verso un ribosoma, che è composto da proteine ​​e rRNA, dopo aver lasciato il nucleo. Il ribosoma interpreta la stringa di codoni nell'mRNA dopo aver ricevuto gli amminoacidi dalle molecole di tRNA nell'ordine corretto.

  • Devi saperne di più sulla composizione strutturale del tRNA per comprenderne la funzione. L'amminoacido che trasporta ciascuna molecola di tRNA è rappresentato da un anticodone.
  • Un anticodone è un codone di amminoacido supplementare. Ad esempio, poiché l'amminoacido lisina ha il codone AAG, il suo anticodone è UUC.
  • Di conseguenza, una molecola di tRNA attraverso l'anticodone UUC trasporterebbe la lisina. Un anticodone UUC di tRNA si lega momentaneamente a qualsiasi posizione in cui segue il codone AAG nell'mRNA. L'amminoacido nel tRNA viene perso quando è legato all'mRNA.
  • Una catena polipeptidica viene creata quando gli amminoacidi vengono portati uno alla volta al ribosoma con l'aiuto dell'rRNA. Finché non viene raggiunto un codone di stop, la catena degli amminoacidi continua a svilupparsi.
Sono proteine ​​sintetizzate dal DNA
Biosintesi proteica; dogma centrale della biologia molecolare da wikipedia

Cosa succede dopo la traduzione?

La traduzione è spesso solo la fase iniziale del ciclo di vita di una proteina. A volte una proteina deve subire modifiche post-traduzionali da moderate a significative.

Per esempio,

  • Non tutte le catene polipeptidiche possono essere considerate proteine ​​"completate" senza l'aggiunta di componenti aggiuntivi. Altri polipeptidi richiedono la rimozione di alcune regioni attraverso una procedura nota come proteolisi.
  • Spesso, ciò include l'eliminazione dell'amminoacido iniziale della catena (tipicamente metionina, tramite l'amminoacido specifico designato dal codone di inizio).

Quando vengono sintetizzate le proteine ​​dal DNA?

Durante la trascrizione, viene creata una molecola di RNA messaggero utilizzando il DNA come modello (mRNA). Il processo di traduzione inizia in un ribosoma nel citoplasma dopo che la molecola di mRNA esce dal nucleo. Durante la traduzione, si accede al codice genetico presente nell'mRNA e lo si utilizza per produrre una proteina.

Sono proteine ​​sintetizzate dal DNA
Viene mostrata la RNA polimerasi che converte il filamento modello di DNA nella molecola pre-mRNA da wikipedia

Dove vengono sintetizzate le proteine ​​dal DNA?

Mentre la maggior parte la sintesi proteica avviene nel citoplasma della cellula, la maggior parte del suo DNA si trova nel nucleo (una piccola percentuale nei mitocondri). Le informazioni genetiche vengono trasmesse dal nucleo al citoplasma tramite un messaggio perché le molecole di DNA sono troppo grandi per passare attraverso la membrana nucleare.

Es: Molecole di RNA messaggero (mRNA; acido ribonucleico), che sono piccoli acidi nucleici a singolo filamento che trasmettono questo messaggio attraverso le regioni codificanti di geni specifici. Poiché la sequenza di DNA di un determinato gene viene effettivamente tradotta in un RNA corrispondente, il processo di trasferimento delle informazioni dal DNA all'mRNA avviene nel nucleo ed è noto come trascrizione.

Le proteine ​​possono essere sintetizzate senza DNA?

I risultati di uno studio recente hanno rivelato che l'RNA messaggero (mRNA), noto per contenere le informazioni per l'assemblaggio degli amminoacidi, non è necessario per l'assemblaggio degli amminoacidi che sono considerati i mattoni delle proteine.

Es: È stata a lungo accettata l'informazione in biologia molecolare che il DNA funge da modello che trasmette le istruzioni per la produzione di proteine ​​all'interno del corpo. Tuttavia, nuove scoperte di studi smentiscono questo pensiero convenzionale, mostrando che alcune proteine ​​hanno la capacità di produrre altre proteine.

Le normative DNA sintesi proteica diretta?

Le tue cellule e praticamente ogni altro organismo includono il DNA come componente genetica principale. Viene impiegato nel processo multifase della sintesi proteica, che trasforma il messaggio codificato del DNA in una molecola proteica utilizzabile.

Come DNA dirige la sintesi proteica?

La traduzione è effettuata da ribosomi che sono presenti nel citoplasma o connesso al reticolo endoplasmatico. Pertanto, la produzione di una proteina è controllata dai dati contenuti nel suo DNA con l'ausilio di messaggeri (mRNA) e traduttori (tRNA). Il DNA viene convertito in RNA nel nucleo. Il messaggio viene trasportato dall'mRNA dal nucleo al ribosoma citoplasmatico, dove viene tradotto in una proteina dal tRNA.

Sono proteine ​​sintetizzate dal DNA
Il dogma centrale descrive la trascrizione dal codice DNA al codice RNA alle proteine ​​nella seconda fase che comprende la creazione di proteine ​​da wikipedia

Passaggi coinvolti:

  • La maggior parte dei geni fornisce le informazioni necessarie per costruire le molecole utili note come proteine. (Alcuni geni producono materiali regolatori che aiutano la cellula a produrre proteine.) Il processo di passaggio da un gene a una proteina all'interno di ogni cellula è complesso e sotto stretto controllo.
  • Trascrizioni e traduzione sono i due passaggi principali. La trascrizione e la traduzione lavorano insieme per produrre l'espressione genica.
  • L'informazione contenuta nel DNA di un gene viene trasferita a una molecola simile chiamata RNA (acido ribonucleico) nel nucleo cellulare durante la trascrizione.
  • L'RNA e il DNA sono entrambi costituiti da una serie di unità costitutive di nucleotidi, nonostante la loro composizione chimica differisca leggermente l'una dall'altra.
  • Poiché l'RNA messaggero (mRNA) trasmette le informazioni dal nucleo al citoplasma, è questo tipo di RNA che contiene le istruzioni necessarie per produrre una proteina.
  • Il citoplasma è il luogo in cui avviene la traduzione, il secondo passo nella trasformazione di un gene in una proteina. Il ribosoma, un complesso specializzato che "legge" la sequenza nucleotidica dell'mRNA, interagisce con l'RNA messaggero (mRNA).
  • Tre sequenze nucleotidiche costituiscono un codone, che tipicamente codifica per un amminoacido. (Gli amminoacidi sono i mattoni delle proteine.) Un amminoacido alla volta, l'RNA di trasferimento (tRNA), una specie di RNA, assembla la proteina.
  • La sintesi proteica continua fino a quando a codone “stop”. viene incontrato dal ribosoma (una disposizione di 3 nucleotidi che non codifica per un amminoacido).

Il trasferimento di informazioni dal DNA all'RNA alle proteine ​​è una delle idee fondamentali della biologia molecolare. Di solito è indicato come il "dogma centrale" per la sua importanza.

La proteina è sintetizzata dall'RNA?

I meccanismi catalitici della sintesi proteica, che comportano l'unione di amminoacidi per formare molecole proteiche, sono governati dalle molecole di rRNA del ribosoma. Per denotare questo ruolo, l'rRNA è spesso indicato come ribozima o RNA catalitico.

Le proteine ​​sono sintetizzate dall'mRNA?

Durante la trascrizione, il DNA funge da modello per la costruzione di una molecola di RNA messaggero (mRNA). La molecola di mRNA viaggia verso a ribosoma citoplasmatico dove la traduzione avviene dopo aver lasciato il nucleo. Il codice genetico trovato nell'mRNA viene analizzato e utilizzato per creare una proteina durante la traduzione.

Es: Le regole di codifica genetica trasformano la sequenza nucleotidica di un gene nella sequenza di amminoacidi di una proteina attraverso il mezzo di mRNA.

  • La sintesi proteica è il processo attraverso il quale le cellule producono proteine. I due passaggi sono la trascrizione e la traduzione.
  • La trascrizione è il processo attraverso il quale le informazioni genetiche nel DNA vengono trasformate in mRNA nel nucleo. L'inizio, l'allungamento e la conclusione costituiscono i suoi tre passaggi. Una volta che le istruzioni sono state scomposte, l'mRNA le invia a un ribosoma nel citoplasma.
  • La traduzione avviene sul ribosoma, che è costituito da proteine ​​e rRNA. Le istruzioni dell'mRNA vengono lette durante la traduzione e il tRNA invia la corretta sequenza di amminoacidi al ribosoma. Quindi, l'rRNA contribuisce alla formazione di connessioni amminoacidiche che si traducono in una catena polipeptidica.
  • Una catena polipeptidica può subire un'ulteriore elaborazione dopo essere stata sintetizzata per produrre la proteina completata.

Conclusione

Nell'articolo precedente, abbiamo studiato la trascrizione, la traduzione e il ruolo del DNA/RNA nella sintesi proteica. Fasi coinvolte nel processo di 'Traduzione' – dogma centrale della biologia molecolare.

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