La trascrizione
Il processo attraverso cui, per un particolare gene, l'informazione genetica contenuta in una molecola di DNA viene copiata in una molecola di RNA messaggero (mRNA).
Cosa viene trascritto
Per ogni gene, avviene la trascrizione di uno solo dei due filamenti di DNA, il filamento stampo,mentre il suo complementare non viene trascritto.
Non avviene allo stesso modo in tutta la molecola di DNA: se in un gene un filamento è lo stampo, in un altro gene può accadere che non lo sia.
Le fasi della trascrizione
La trascrizione del DNA si divide in tre stadi:
INIZIO
ALLUNGAMENTO
TERMINAZIONE
L'inizio
Per dare inizio alla trascrizione, si necessita di un promotore, una particolare sequenza di DNA a cui si lega la RNA polimerasi.
I promotori hanno la funzione di indicare alla RNA polimerasi: - dove deve iniziare la trascrizione, cioè dal sito di inizio (parte componente di ogni promotore); - quale filamento di DNA deve essere trascritto; - quale direzione deve seguire la trascrizione.
I promotori non sono tutti uguali e variano dagli organismi eucarioti a quelli procarioti.
I promotori nei procarioti
Nei procarioti, ogni serie di geni contiene almeno un promotore, il quale è situato nell'estremità 5' della regione di DNA che codifica una proteina. I promotori procarioti sono costituiti da due sequenze fondamentali: - la sequenza di riconoscimento, cioè la sequenza di DNA che viene riconosciuta dall'RNA polimerasi per potersi attaccare al filamento di DNA - il TATA box, una sequenza di DNA che denatura molto facilmente, poichè ricca di A e T (solo due legami a idrogeno) e espone in modo ottimale alla polimerasi il filamento stampo.
I promotori negli eucarioti
Negli eucarioti ogni gene contiene almeno un promotore e la polimerasi, prima di potersi legare al promotore, necessita che vengano associate delle proteine al cromosoma, i fattori di trascrizione.
Il primo fattore di trascrizione si lega al TATA box e, tramite un cambiamento di forma proprio e del DNA, permette il legame di altri fattori di trascrizione. In seguito al legame di numerosi fattori, l'RNA ha la possibilità di legarsi a essi, formando così il complesso di trascrizione.
Il differenziamento
Esistono sequenze di DNA, come il TATA box, che sono presenti nei promotori di molti geni eucarioti e che possono essere riconosciute da fattori di trascrizione siruati in ogni cellula dell'organismo.Esistono invece alcune sequenze presenti nei promotori di particolari geni e che vengono riconosciute da fattori di trascrizione presenti solamente in certi tessuti. Questi specifici fattori svolgono un ruolo importante per il differenziamento, cioè la specializzazione delle cellule durante lo sviluppo dell'organismo.
L'allungamento
L'RNA polimerasi separa i due filamenti del DNA e legge il filamento stampo in direzione 3' ---> 5' . Successivamente, essa aggiunge i nuovi nucleotidi partendo dall'estremità 3' verso 5', scrivendo quindi un filamento di RNA antiparallelo rispetto a quello stampo di DNA (5' ---> 3').Da notare che la RNA polimerasi non necessita di primer, a differenza della DNA polimerasi, in quanto essa stessa scrive RNA.
La terminazione
L'RNA polimerasi conclude l'aggiunta di nucleotidi al nuovo filamento quando incontra, sul filamento stampo, delle specifiche sequenze di basi che stabiliscono la terminazione. Il primo prodotto della trascrizione, negli eucarioti, è il trascritto primario (pre-mRNA), che è più lungo dell'mRNA maturo e prima della traduzione deve subire un processo di trasformazione, la maturazione.
Il codice genetico
Il linguaggio del codice genetico è l'insieme delle regole che permettono la traduzione dell' informazione genetica contenuta nel DNA nella sequenza polipeptidica delle proteine. Il codone è l'unità d'informazione del codice genetico, costituita da una sequenza di tre nucleotidi con le relative basi azotate, presenti nel DNA e nel corrispondente RNA messaggero complementare; esso specifica un particolare amminoacido.
Principali caratteristiche
Il codice genetico è: -degenere: a quasi tutti gli amminoacidi corrispondono più codoni; non è però ambiguo poichè un codone può specificare un solo amminaocido; -quasi universale: nella maggior parte delle specie ciascun amminoacido è codificato dalle stesse triplette di basi azotate.