Transcription
La sintesi proteica è un processo più complesso della sintesi di altre macromolecole biologiche perché prevede l’interazione tra DNA, RNA e dei complessi macromolecolari detti ribosomi. Affinché ciò avvenga si devono susseguire due processi: il primo è la TRASCRIZIONE della porzione di DNA che contiene il gene che codifica per quella proteina specifica sotto forma di RNA messaggero e il secondo è la TRADUZIONE di questo RNA messaggero in proteine da parte dei ribosomi.
Attenzione però, la trascrizione non produce solo RNA messaggero, ma è responsabile anche della sintesi di altri due RNA molto importanti: l’ tRNA e dell’RNA ribosomiale (rRNA), che sono anch’essi sintetizzati a partire da dei geni specifici come le proteine stesse.
L’RNA messaggero è un acido nucleico che è costituito da una catena di nucleotidi a singolo filamento. Questo singolo filamento è molto più piccolo del DNA perché viene per l’appunto prodotto trascrivendo una porzione del DNA stesso. L’RNA viene prodotto nel nucleo grazie ad un enzima detto RNA polimerasi. Dal momento che il DNA è a doppio filamento, i due filamenti si separeranno e uno dei due fungerà da stampo per l’RNA polimerasi, mentre l’altro non sarà trascritto.
La trascrizione prevede tre fasi: la fase di inizio, allungamento e terminazione. Ma come fa l’RNA polimerasi a capire cosa deve trascrivere, su quale filamento si trova il gene che gli interessa e da dove iniziare la trascrizione? Tutte queste informazioni sono contenute nel PROMOTORE. Il promotore è una speciale sequenza di DNA alla quale l’RNA polimerasi è in grado di legarsi molto saldamente. Ogni gene possiede almeno un promotore, ma non tutti i promotori sono uguali tra di loro poiché alcuni sono più efficaci di altri nel dare avvio alla trascrizione.
Una volta che l’RNA polimerasi possiede queste informazioni, essa aprirà il DNA a circa 10 basi per volta e sintetizzerà l’RNA in direzione 5’-3’. A differenza della DNA polimerasi, però, l’RNA polimerasi non ha bisogno di un primer. Inoltre, mentre la DNA polimerasi è in grado di effettuare proofreading, ossia di correggere gli errori nel DNA durante la sintesi stessa del filamento di DNA, l’RNA polimerasi manca di questa attività. Questo è dovuto alla natura delle molecole di RNA. Esse infatti sono delle molecole che hanno una vita molto più breve rispetto al DNA che deve costituire il genoma di una cellula e, in più, errori nella trascrizione – e quindi nella traduzione – possono essere corretti in seguito grazie a dei meccanismi che controllano il corretto ripiegamento delle proteine.
Quando l’RNA polimerasi raggiungerà un sito sul filamento di DNA che contiene istruzioni al proprio interno sulla terminazione della trascrizione, questo processo si interromperà. Attenzione però. Nelle cellule eucariotiche il primo RNA messaggero prodotto è detto trascritto primario, che contiene al proprio interno sia gli esoni, ossia le regioni codificanti, che gli introni, ossia le regioni non codificanti. Grazie ad un processo chiamato splicing gli introni sono rimossi dal trascritto primario per creare l’RNA messaggero maturo.
Una volta sintetizzato, l’RNA messaggero lascia il nucleo, passando attraverso i pori nucleari e si troverà all’interno del citoplasma, dove incontrerà i ribosomi. È qui che avrà inizio la traduzione, che verrà descritta nel prossimo video.