Struttura del DNA e Trascrizione
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Questions and Answers

Quali sono le due catene che compongono una molecola di DNA?

catene polinucleotiche

Che tipo di legami ci sono tra i nucleotidi all'interno di ciascuna catena di DNA?

legami covalenti

Qual è il ruolo dell'RNA messaggero?

Portare le informazioni genetiche dal DNA ai ribosomi

Quali delle seguenti affermazioni riguardano le differenze tra RNA e DNA?

<p>L'RNA è generalmente un singolo filamento.</p> Signup and view all the answers

Cos'è un codone?

<p>Una sequenza di tre basi di RNA che specifica un amminoacido.</p> Signup and view all the answers

Il processo di trascrizione nel DNA avviene in un'unica fase.

<p>False</p> Signup and view all the answers

Qual è il codone di inizio per la traduzione?

<p>AUG</p> Signup and view all the answers

Il promotore è una speciale sequenza di DNA alla quale si lega _______.

<p>RNA polimerasi</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale dell'RNA transfer (tRNA)?

<p>Portare gli amminoacidi ai ribosomi e collocarli nella posizione corretta</p> Signup and view all the answers

Abbina i tipi di RNA con le loro funzioni:

<p>RNA messaggero = Porta le informazioni genetiche dal DNA ai ribosomi RNA transfert = Adattatore che porta gli amminoacidi ai ribosomi RNA ribosomiale = Entra a far parte dei ribosomi e permette la sintesi proteica</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguardo all'RNA è errata?

<p>L'RNA contiene sempre la Timina</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo del promotore durante la trascrizione?

<p>Legarsi alla RNA polimerasi per avviare la trascrizione</p> Signup and view all the answers

Quali legami tengono unite le due catene di DNA?

<p>Legami a idrogeno</p> Signup and view all the answers

Qual è il primo stadio del processo di trascrizione?

<p>Inizio</p> Signup and view all the answers

Cosa avviene durante l'allungamento nella trascrizione?

<p>Il filamento di RNA si allunga con l'aggiunta di nucleotidi</p> Signup and view all the answers

Qual è una differenza chiave tra i legami all'interno delle catene di DNA e quelli tra le catene di DNA?

<p>I legami all'interno delle catene sono covalenti, quelli tra le catene sono a idrogeno</p> Signup and view all the answers

Quale funzione ha l'RNA ribosomiale (rRNA)?

<p>Fornire il supporto strutturale ai ribosomi</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione è corretta riguardo ai promotori procarioti?

<p>Includono una sequenza di riconoscimento e la tata box.</p> Signup and view all the answers

Cosa accade dopo che l'RNA polimerasi si lega al promotore?

<p>Avvia il processo di allungamento.</p> Signup and view all the answers

Qual è il primo prodotto della trascrizione negli eucarioti?

<p>Trascritto primario.</p> Signup and view all the answers

Quale sequenza è riconosciuta per prima dai fattori di trascrizione nei promotori eucarioti?

<p>TATA box.</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è errata riguardo al codice genetico?

<p>Un codone specifica solo due amminoacidi.</p> Signup and view all the answers

Come aggiunge nucleotidi l'RNA polimerasi durante la trascrizione?

<p>Senza la necessità di un primer d'inizio.</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo delle proteine regolatrici nei promotori eucarioti?

<p>Facilitare il legame dell'RNA polimerasi al DNA.</p> Signup and view all the answers

Cosa distingue i fattori di trascrizione specifici per i tessuti?

<p>Svolgono un ruolo nel differenziamento cellulare.</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale del sito A nel ribosoma?

<p>Legarsi al tRNA carico e allinearlo con il codone del mRNA.</p> Signup and view all the answers

Durante quale fase della traduzione avviene l'allungamento della catena polipeptidica?

<p>Quando il ribosoma si sposta su un codone.</p> Signup and view all the answers

Qual è il contesto in cui viene rimossa la metionina dopo la traduzione?

<p>Alla fine della sintesi del polipeptide.</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive meglio la composizione della subunità ribosomiale maggiore?

<p>è composta da tre molecole di RNA ribosomiale e 45 molecole proteiche differenti.</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo dei fattori d'inizio durante la traduzione?

<p>Tenere insieme il complesso d'inizio.</p> Signup and view all the answers

Nel sito P del ribosoma, quale processo ha luogo?

<p>La cessione di un amminoacido alla catena polipeptidica.</p> Signup and view all the answers

Quale componente del ribosoma partecipa all'allineamento del codone di inizio?

<p>L'anticodone del tRNA.</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti elementi non è una parte della subunità ribosomiale minore?

<p>Quattro molecole di rRNA.</p> Signup and view all the answers

Qual è la caratteristica del codice genetico definita come 'degenere ma non ambiguo'?

<p>Uno stesso amminoacido può essere codificato da uno o più codoni.</p> Signup and view all the answers

Quale di queste affermazioni è corretta riguardo i codoni di stop?

<p>I codoni UAA e UAG sono generalmente riconosciuti come codoni di stop.</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale del tRNA nella sintesi proteica?

<p>Trasportare gli amminoacidi ai ribosomi.</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo delle amminoacial-tRNA-sintetasi?

<p>Caricare il tRNA con l'amminoacido corretto.</p> Signup and view all the answers

Cosa accade all'estremità 3' del tRNA durante il processo di attivazione?

<p>Viene legato un amminoacido tramite un legame ricco d'energia.</p> Signup and view all the answers

Qual è la struttura principale dei ribosomi?

<p>Hanno una struttura complessa che assemblano mRNA e tRNA.</p> Signup and view all the answers

Perché il codice genetico è considerato universale?

<p>Perché uno stesso codone sintetizza lo stesso amminoacido in quasi tutte le specie.</p> Signup and view all the answers

In quali organelli è presente un'eccezione alla regola dei codoni di stop?

<p>Nei mitocondri e cloroplasti.</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto della fenilalanina sul sistema nervoso centrale?

<p>È tossica per il sistema nervoso centrale</p> Signup and view all the answers

Quale mutazione causa l'anemia falciforme?

<p>Sostituzione di acido glutammico con valina</p> Signup and view all the answers

Quante mutazioni ai geni soppressori sono necessarie per il tumore del colon?

<p>Tre</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive meglio la relazione tra mutazioni e malattie?

<p>Il 60% della popolazione umana è affetto da malattie genetiche</p> Signup and view all the answers

Qual è il risultato di mutazioni somatiche nelle cellule tumorali?

<p>Espansione incontrollata del tumore</p> Signup and view all the answers

Quale caratteristica è comune nelle cellule con mutazioni che portano a tumori?

<p>Accumulo di mutazioni nel tempo</p> Signup and view all the answers

In quale contesto si presenta la mutazione di senso recessiva?

<p>Anemia falciforme</p> Signup and view all the answers

Come agiscono i mutageni sull'ADN?

<p>Inducono mutazioni nella sequenza nucleotidica</p> Signup and view all the answers

Study Notes

Struttura del DNA

  • Il DNA è costituito da due catene polinucleotidiche, complementari e antiparallele, che formano una doppia elica.
  • I legami tra i nucleotidi all'interno di ciascuna catena sono covalenti, mentre quelli che uniscono le due catene sono legami ad idrogeno.
  • I legami fra i nucleotidi della stessa catena avvengono tramite il gruppo fosfato che si lega al carbonio 5' di un nucleotide e al carbonio 3' del nucleotide precedente.
  • Le due catene sono tenute insieme dai legami ad idrogeno che si formano tra le basi.

Trascrizione e Traduzione

  • La trascrizione è il processo in cui viene copiato un filamento di DNA in un filamento di RNA messaggero (mRNA).
  • L'mRNA si sposta dal nucleo al citoplasma, dove serve da modello per la sintesi proteica.
  • La traduzione è il processo in cui l'mRNA viene utilizzato per produrre una proteina.
  • Il tRNA è una molecola adattatrice che lega gli amminoacidi e riconosce codoni specifici sull'mRNA.

RNA

  • L'RNA è un acido ribonucleico che differisce dal DNA per tre aspetti:
    • L'RNA è generalmente costituito da un singolo filamento.
    • Lo zucchero presente nell'RNA è il ribosio, invece del desossiribosio.
    • La timina è sostituita dall'uracile.
  • Esistono diversi tipi di RNA:
    • mRNA: porta le informazioni genetiche dal DNA ai ribosomi.
    • tRNA: trasporta gli amminoacidi ai ribosomi e li posiziona correttamente.
    • rRNA: entra a far parte dei ribosomi e consente la sintesi proteica.

La Trascrizione

  • La trascrizione è diviso in tre fasi: inizio, allungamento e terminazione.
  • L'inizio richiede un promotore, una sequenza di DNA specifica a cui si lega la RNA polimerasi.
  • I promotori eucariotici richiedono proteine regolatrici dette fattori di trascrizione per legare la RNA polimerasi.
  • La tata box è una sequenza fondamentale nei promotori eucariotici.
  • Durante l'allungamento, la RNA polimerasi apre il DNA, legge il filamento stampo e aggiunge nuovi nucleotidi all'mRNA.
  • La terminazione avviene quando la RNA polimerasi incontra una sequenza specifica che ne segnala la fine.

Il Codice Genetico

  • Il codice genetico è composto da sequenze di nucleotidi nell'mRNA, che codificano per gli amminoacidi.
  • Ogni codone è una sequenza di tre basi che specifica un particolare amminoacido.
  • Esistono 64 combinazioni di codoni che specificano 20 amminoacidi.
  • AUG è il codone di inizio che avvia la traduzione.
  • UAA, UAG e UGA sono i codoni di stop che terminano la traduzione.
  • Il codice genetico è degenerato, cioè più codoni possono codificare per lo stesso amminoacido.
  • Il codice genetico è universale, cioè è lo stesso in tutti gli organismi viventi.

La struttura molecolare del DNA

  • Il DNA è composto da due catene polinucleotidiche, complementari ed antiparallele, che formano una doppia elica.
  • I legami tra nucleotidi all'interno di ciascuna catena sono legami covalenti, mentre quelli che uniscono le due catene sono legami a idrogeno.
  • I legami fra nucleotidi della stessa catena avvengono tramite il gruppo fosfato che si lega al carbonio 5' di un nucleotide e al carbonio 3' del nucleotide precedente.
  • Le due catene sono tenute assieme dai legami a idrogeno che avvengono fra le basi.

Trascrizione e Traduzione

  • L'informazione genetica passa dal nucleo al citoplasma tramite l'RNA messaggero (mRNA).
  • L'mRNA si sposta dal nucleo al citoplasma, dove serve da stampo per la creazione di proteine.
  • Crick ipotizzò l'esistenza di una molecola adattatrice (tRNA) capace di legarsi in modo specifico ad un amminoacido e di riconoscere una sequenza di nucleotidi.

RNA

  • L'RNA differisce dal DNA per tre aspetti:
    • L'RNA è generalmente formato da un singolo filamento.
    • La molecola di zucchero presente nell'RNA è il ribosio, invece del desossiribosio.
    • La Timina è sostituita dall'Uracile.
  • L'RNA può ripiegarsi su se stesso e assumere varie forme diverse:
    • mRNA: porta le informazioni genetiche dal DNA ai ribosomi.
    • tRNA: è l'adattatore che porta gli amminoacidi ai ribosomi e li colloca nella posizione corretta.
    • rRNA: entra a far parte dei ribosomi e permette di realizzare la sintesi proteica, quindi ha ruolo di struttura funzionale.

La Trascrizione

  • Solo uno dei due filamenti di DNA, il filamento stampo, viene trascritto all'interno di ciascun gene.
  • Il processo di trascrizione è diviso in tre stadi: inizio, allungamento e terminazione.
  • L'inizio richiede un promotore, una speciale sequenza di DNA alla quale si lega saldamente la RNA polimerasi.
  • I promotori sono importanti perché indicano alla RNA polimerasi dove iniziare, quale filamento trascrivere e verso dove procedere.
  • Esistono differenze fra promotori eucarioti e procarioti.
  • Un promotore procariote possiede due sequenze fondamentali, la sequenza di riconoscimento e la tata box.
  • Nei promotori eucarioti, l'RNA polimerasi si lega al DNA solo dopo che sul cromosoma vengono associate varie proteine regolatrici dette fattori di trascrizione.
  • Il primo fattore di trascrizione si lega alla tata box, inducendo un cambiamento di forma sia di sé che del DNA, favorendo così il legame di altri fattori, che andranno a formare il complesso di trascrizione.
  • Dopo che la RNA polimerasi si è legata al promotore, comincia la seconda fase, l'allungamento: la RNA polimerasi apre il DNA, legge il filamento stampo e aggiunge nuovi nucleotidi, senza aver bisogno di un primer d'inizio.
  • Il nuovo RNA si allunga in modo antiparallelo al filamento stampo del DNA.
  • Infine, la RNA polimerasi smette di aggiungere nucleotidi al trascritto una volta trovata una particolare sequenza che ne stabilizza la terminazione.
  • Negli eucarioti, il primo prodotto della trascrizione, il trascritto primario, è più lungo del mRNA e subirà un lungo processo di trasformazione.

Il codice genetico

  • Il linguaggio del codice genetico consiste nelle sequenze di nucleotidi che compongono l'RNA, che contiene le informazioni necessarie per reclutare e mettere in ordine gli amminoacidi.
  • Ogni sequenza di tre basi lungo la catena polinucleotidica dell'RNA è un'unità di codice, codone, che ha il compito di specificare un particolare amminoacido.
  • Ciascun codone è complementare alla tripletta corrispondente di DNA da cui viene trascritto.
  • Sono presenti 64 combinazioni di codoni, che specificano 20 amminoacidi.
  • La metionina, il codone d'inizio (AUG), ha il compito di avviare la traduzione.
  • Tre codoni di stop (UAA, UAG, UGA) determinano la terminazione della traduzione.
  • Il codice genetico è degenerato ma non ambiguo: è degenerato perché più codoni sintetizzano lo stesso amminoacido e non è ambiguo perché un codone non sintetizza più amminoacidi.
  • Il codice genetico è universale: un codone sintetizza lo stesso amminoacido in quasi tutte le specie.
  • Un'eccezione è presente nei mitocondri dei cloroplasti, dove i codoni UAA e UAG codificano la glutammina anziché funzionare da codoni di stop.

tRNA

  • Il compito del tRNA è quello di mettere in relazione l'informazione contenuta nei codoni di mRNA con specifici amminoacidi delle proteine.
  • Per legare correttamente i codoni dell'mRNA, il tRNA svolge tre funzioni:
    • Si carica di un amminoacido.
    • Si associa alle molecole di mRNA.
    • Interagisce con i ribosomi.
  • Per ognuno dei 20 amminoacidi è presente una molecola specifica di tRNA, ognuno contiene circa 75-80 nucleotidi e presenta una configurazione che è mantenuta da legami a idrogeno fra i tratti che contengono le basi.
  • Ogni molecola di tRNA contiene un sito d'attacco chiamato anticodone, che contiene le basi complementari al codone "letto" dall'mRNA.

Gli enzimi attivanti

  • Il caricamento di ciascun tRNA con l'amminoacido corrispondente è realizzato da una famiglia di enzimi noti come amminoacil-tRNA-sintetasi.
  • Ogni enzima corrisponde ad un amminoacido e al suo tRNA corrispondente.
  • Grazie alla sua struttura tridimensionale, il tRNA viene riconosciuto con un tasso di errore molto basso, ciò vale anche per l'amminoacido (circa 1 su 1000).
  • L'amminoacido si attacca all'estremità 3' del tRNA con un legame ricco d'energia che permette al tRNA di caricarsi a sufficienza per la formazione del legame peptidico che manterrà uniti gli amminoacidi adiacenti.

I ribosomi nella traduzione

  • I ribosomi hanno un ruolo determinante nella sintesi proteica.
  • Sono strutture complesse che riescono ad assemblare correttamente una catena polipeptidica trattenendo nel posto giusto mRNA e tRNA.
  • I ribosomi non sono specifici per la sintesi di un polipeptide, ma di tutta la sequenza, che viene specificata solo nella sequenza lineare dei codoni di mRNA.
  • Ogni ribosoma è costituito da una subunità maggiore ed una minore.
  • Quella maggiore è composta da tre molecole di RNA ribosomiale e 45 molecole proteiche differenti, quella minore da una sola molecola di rRNA e 33 molecole proteiche.
  • Nei procarioti i ribosomi sono un po' più piccoli e contengono proteine ed RNA diversi.
  • Sulla subunità maggiore si trovano tre siti di legame per il tRNA:
    • Sito A (amminoacilico): l'anticodone del tRNA carico si lega al codone dell'mRNA, allineando l'amminoacido che va aggiunto alla catena polipeptidica.
    • Sito P (peptidico): il tRNA cede il proprio amminoacido alla catena in crescita.
    • Sito E (exit): si trova il tRNA che ha consegnato il proprio amminoacido, che tornerà nel citosol per raccogliere un altro amminoacido.

Inizio della traduzione

  • La traduzione avviene in tre fasi: inizio, allungamento e terminazione.
  • Al codone d'inizio dell'mRNA (AUG) si lega l'anticodone del tRNA, caricato con la metionina che spesso viene rimossa dopo la traduzione da un enzima.
  • La traduzione inizia con la formazione del complesso d'inizio, costituito da tRNA caricato con la metionina e da una subunità ribosomiale minore, entrambi legati al mRNA.
  • Dopo che il tRNA, caricato di metionina, si è legato al mRNA, la subunità maggiore si unisce al complesso.
  • A questo punto, il tRNA caricato di metionina scorre nel sito P del ribosoma, mentre il sito A si allinea al secondo codone dell'mRNA.
  • Tutte queste componenti sono tenute assieme da un gruppo di proteine dette fattori d'inizio.

L'allungamento

  • Nel sito A rimasto libero entra un altro tRNA carico, il cui anticodone è complementare al codone dell'mRNA.
  • Nel sito P, la subunità ribosomiale rompe il legame tra tRNA e il suo amminoacido e catalizza la formazione di un legame peptidico fra questo amminoacido e quello attaccato nel sito A.
  • Dopo aver consegnato la propria metionina, il primo tRNA si posta nel sito E, quindi si stacca dal ribosoma e viaggia nel citosol dove si caricherà di un'altra metionina.
  • Il secondo tRNA, che porta con sé un dipeptide, slitterà nel sito P mentre il ribosoma si sposta di un codone sull'mRNA.
  • Il ribosoma continua a muoversi lungo l'mRNA, aggiungendo amminoacidi uno alla volta alla catena polipeptidica, finché non incontra un codone di stop.

La terminazione

  • Quando il ribosoma incontra un codone di stop, non c'è un tRNA che può legarsi al sito A.
  • Invece, i fattori di rilascio si legano al sito A, che a sua volta rompe il legame tra la catena polipeptidica e l'ultimo tRNA.
  • Il ribosoma si separa dall'mRNA e si dissocia nelle sue due subunità, pronta per iniziare una nuova traduzione.
  • La catena polipeptidica viene rilasciata come nuovo polipeptide.
  • La traduzione è quindi terminata.

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Questo quiz esplora la struttura del DNA, il processo di trascrizione, e il ruolo dell'RNA nella sintesi proteica. Scoprirai come le catene di DNA si uniscono e come l'mRNA interagisce con il tRNA per produrre proteine. Testa la tua conoscenza su questi concetti fondamentali della biologia cellulare.

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