Come il DNA dirige la costruzione delle proteine

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COME IL DNA DIRIGE LA COSTRUZIONE DELLE PROTEINE

Il DNA, come abbiamo detto, contiene istruzioni per la sintesi delle proteine; le proteine, però, sono sintetizzate nel citoplasma, più precisamente nei ribosomi, e non nel nucleo dove si trova il DNA. Poiché il DNA non può uscire dal nucleo, perché è di dimensioni troppo grandi per poter attraversare i pori della membrana nucleare, deve utilizzare un messaggero: un altro acido nucleico, l’RNA (dall’inglese Ribo-Nucleid Acid, acido ribonucleico).
L’RNA messaggero viene prodotto nel nucleo, copiando la sequenza di un tratto di DNA specifico per una determinata proteina, con una modalità simile a quella usata per la duplicazione. Questa fase di copiatura di un tratto di DNA in un RNA messaggero è chiamata trascrizione (5).
Rispetto al DNA, l’RNA è una molecola più piccola, poiché contiene solo le informazioni per costruire una proteina ed è costituita da un unico filamento: di conseguenza può uscire dal nucleo. Anche l’RNA è costituito da nucleotidi con quattro basi azotate diverse: adenina, guanina, citosina e uracile (al posto della timina).


(5) Trascrizione dell'RNA messaggero
Rappresentazione schematica della trascrizione del singolo filamento da cui è costituito l’RNA messaggero: si noti la base azotata uracile (U) che sostituisce la timina nel legarsi all’adenina.

Le istruzioni trasportate dall’RNA messaggero nel ribosoma si riferiscono all’ordine preciso con cui devono essere assemblati gli amminoacidi di una proteina. Come per il DNA, il linguaggio con cui queste istruzioni sono scritte sull’RNA consiste nella combinazione delle quattro basi azotate, prese tre a tre a formare delle triplette: una sequenza di tre basi azotate sull’RNA, infatti, indica il nome di uno specifico amminoacido. Per esempio, la sequenza UGG (ossia uracile-guanina-guanina) indica l’amminoacido triptofano, e UGU (uracile-guanina-uracile) indica l’amminoacido cisteina. 

La fase di decodificazione della sequenza di basi sull’RNA messaggero in amminoacidi è chiamata traduzione (6).


(6) Traduzione dell'RNA messaggero

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Nel ribosoma, quindi, il filamento di RNA messaggero viene “letto” e tradotto. Gli amminoacidi individuati tramite la traduzione vengono “prelevati” nel citoplasma (dove si trovano sparsi) da altre molecole di RNA, specifiche per questo compito e perciò chiamate RNA di trasporto, e attaccati uno dopo l’altro, secondo l’ordine indicato sull’RNA messaggero.
In questo modo, nel nostro corpo, o meglio nelle nostre cellule, sono sintetizzate tutte le proteine (7).


(7) La sintesi delle proteine


a. Per far uscire dal nucleo le informazioni contenute nel DNA, la cellula si serve di un altro acido nucleico: l’RNA messaggero, costruito come una “fotocopia” del DNA. Il modo in cui la molecola di RNA viene assemblata ricorda da vicino la duplicazione: la molecola di DNA si apre e ogni base azotata del filamento da trascrivere viene “abbinata” a un nucleotide con la base complementare. Ogni filamento di RNA messaggero contiene le informazioni per la sintesi di una sola proteina.

b. Il filamento di RNA messaggero, essendo molto più piccolo del DNA, riesce a uscire dal nucleo, attraverso i pori della membrana nucleare, e raggiunge un ribosoma.

c. Il ribosoma è capace di “leggere” le sequenze di tre basi azotate (triplette) da cui è composto l’RNA messaggero e che individuano un preciso amminoacido. Un altro tipo di RNA, detto di trasporto, preleva dal citoplasma gli amminoacidi indicati sull’RNA messaggero e li trasporta nel ribosoma.

d. Gli amminoacidi vengono legati l’uno all’altro nell’ordine indicato dalla successione delle triplette di basi azotate dell’RNA messaggero: formano una catena che, una volta terminata, si stacca dal ribosoma, si ripiega e diventa una proteina.

Scienze evviva! - volume 3
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