Traduzione

Abbiamo a disposizione l'RNA messaggero eventualmente modificato, i ribosomi e l'RNA transfer, ora può iniziare il processo di traduzione che procede sempre in direzione 5' → 3' e si svolge in 3 fasi:

  • inizio,
  • allungamento,
  • terminazione.

 

Inizio

  • La subunità minore del ribosoma si lega all'mRNA. Per posizionarsi correttamente, sull'mRNA dei Procarioti, prima del codone d'inizio, si trova una specifica sequenza che serve da segnale. Negli Eucarioti, invece, la subunità riconosce il cappuccio 5' (5' CAP), una guanina modificata, posto nell'estremità 5' a protezione dell'mRNA dalla degradazione.
  • Il tRNA - con l'anticodone UAC e l'amminoacido formil-metionina - si posiziona in corrispondenza del codone d'inizio AUG. mettRNA - mRNA - subunità minore del ribosoma costituiscono il complesso d'inizio. In genere la formil-metionina iniziale viene rimossa dal polipeptide alla fine del processo.
  • Si unisce la subunità maggiore del ribosoma in modo che il tRNA si trovi nel sito P del ribosoma. Tutta la struttura è tenuta insieme da fattori d'inizio.

L'energia necessaria per la fase iniziale è fornita dall'idrolisi di una molecola di GTP.

 

inizio della traduzione

 

Allungamento

L'allungamento consiste nell'aggiunta progressiva di amminoacidi in base ai codoni dell'mRNA e si attua in 3 tappe, coadiuvate da fattori di allungamento.

  • Riconoscimento del codone. Nel sito A si posiziona un secondo tRNA con il suo amminoacido, corrispondente al codone successivo.
  • Formazione del legame peptidico. Il polipeptide del sito P si separa dal tRNA e si forma il legame peptidico tra l'amminoacido nel sito A e il peptide nel sito P. Il legame è catalizzato dall'RNA ribosomiale, che ha funzione enzimatica, e perciò chiamato ribozima e non richiede energia.
  • Traslocazione. Il ribosoma avanza di un codone in direzione 3' e quindi si ha lo spostamento o traslocazione del secondo peptidil-tRNA dal sito A al P mentre il primo tRNA, privo dell'amminoacido, si sposta nel sito E per poi uscire dal ribosoma. Il sito A è ora nuovamente libero per ricevere il terzo tRNA. La traslocazione richiede idrolisi di una molecola di GTP.

Queste azioni si ripetono fino a quando il ribosoma non incontra uno dei tre codoni Stop.

 

allungamento

 

Terminazione

Sul codone stop si lega un fattore di rilascio che favorisce il distacco della catena polipeptidica e la separazione delle subunità del ribosoma.

 

terminazione

 

ANIMAZIONE

 

Quando l'mRNA è stato tradotto, viene scomposto nei suoi nucleotidi, che saranno reimpiegati in una nuova trascrizione. Prima di disgregarsi, però, l'mRNA può essere tradotto da molti ribosomi contemporaneamente, formando una struttura detta poliribosoma o polisoma. In questo modo si producono moltissime catene polipeptidiche con un solo mRNA.

 

poliribosoma

 

Riassumiamo le fasi della sintesi proteica.

  1. Sul gene che deve essere espresso in un determinato momento, in particolare sulla sequenza TATA box del promotore, si posizione la RNA polimerasi e i diversi fattori di trascrizione.
  2. Si apre la bolla di trascrizione e inizia il processo di formazione dell'mRNA.
  3. La RNA polimerasi aggiunge nucleotidi di RNA al filamento stampo del DNA in direzione 5' → 3'.
  4. Man mano che si forma, il filamento di mRNA si stacca dal DNA stampo.
  5. Nel sito di terminazione la RNA polimerasi termina la polimerizzazione e si richiude la bolla.
  6. Il filamento di mRNA, eventualmente modificato, si porta nel citoplasma.
  7. La traduzione inizia con la formazione del complesso d'inizio, costituito da mRNA, subunità minore del ribosoma e tRNA con la metionina, posto in corrispondenza del codone d'inizio AUG.
  8. Si aggiunge la subunità maggiore del ribosoma e il primo tRNA si trova nel sito P.
  9. Nel sito A arriva un secondo tRNA con l'amminoacido corrispondente al secondo codone.
  10. Si forma il legame peptidico tra i due amminoacidi.
  11. Il ribosoma avanza di una tripletta e il secondo tRNA con il polipeptide si trova in P, mentre il primo passa in E ed esce.
  12. Nel sito A, vuoto, giunge un terzo tRNA e si ripetono le fasi precedenti, allungando la catena polipeptidica.
  13. Quando il ribosoma incontra un codone stop, si interrompe l'aggiunta di amminoacidi e un fattore di rilascio contribuisce al distacco del polipeptide e del ribosoma.

 

Modifiche post-traduzione

Il polipeptide, prima di diventare una proteina perfettamente funzionante, deve subire alcune modifiche.

  • Deve assumere la struttura terziaria tridimensionale tramite le interazioni tra le cariche dei gruppi R.
  • Viene aggiunta una sequenza segnale per indicare quale strada deve prendere all'interno della cellula in un organulo o nel reticolo endoplasmatico oppure inviata all'esterno.