Il messaggio diventa proteina
La traduzione del messaggio è l’ultima fase della sintesi proteica.
Nei ribosomi citoplasmatici, l’m-Rna e il t-RNA costruiscono le proteine in 5 passaggi:
- attivazione degli aminoacidi, 2. inizio della proteina, 3. allungamento della proteina, 4. termine e rilascio della proteina, infine 5. modifiche post traduzionali.
Attivazione degli aminoacidi
L’attivazione degli aminoacidi (aa) è l’accoppiamento tra l’aminoacido e il suo RNA trasportatore.
In un primo tempo l’aminoacido incontra una molecola energetica di ATP, l’ATP perde 2 fosfati, e diventa così un adenosinmonofosfato AMP, legato all’aminoacido:
aa + ATP ⟶ aa-AMP + PP (pirofosfato)
In un secondo tempo l’amminoacido carico si lega all’RNA trasportatore:
aa-AMP + tRNA ⟶ aa-tRNA + AMP
Il legame tra aminoacido e t-RNA contiene granparte dell’energia necessaria per realizzare il legame peptidico tra due aminoacidi.
Capita che ogni 10.000 attivazioni, venga legato al t-RNA un aminoacido sbagliato, nel qual caso si troverà il modo per disattivare la coppia.
All’estremità opposta del t-RNA c’è la tripletta dei 3 nucleotidi, che inizialmente si aggancia alla subunità inferiore del ribosoma.
Inizio della traduzione proteica
Il ribosoma è composto da 2 subunità, su quella maggiore c’è il fattore di inizio IF6, su quella minore i 2 fattori IF1 e IF3.
Il primo t-RNA di una traduzione codifica per la metionina, questa prima metionina a fine traduzione verrà sganciata dalla proteina.
Il t-RNA agganciato alla metionina ha anche due fattori IF2 legati a due nucleotidi energetici GPT.
L’estremità del t-RNA contenente la tripletta di nucleotidi si lega alla subunità minore del ribosoma.
Questo è il complesso di pre-inizio.
Intanto sul cappuccio dell’m-RNA si legano i fattori IF4A-IF4A-IF4G.
Ora, ai fattori di inizio IF4A-IF4A-IF4G presenti sull’estremità 5′ dell’ m-RNA, si lega la subunità minore : si forma il complesso iniziale.
Il complesso iniziale scorre sul filamento di m-RNA alla ricerca di una particolare tripletta di nucleotidi: AUG adenina-uracile-guanina: ora può iniziare la traduzione.
Ora dall’m-RNA si staccano gli IF4 e l’IF1, dal t-RNA si staccano 2 IF2 energetici e la subunità maggiore si appoggia sulla sub-unità minore, il ribosoma è completo.
Il ribosoma completo ha tre lochi: E-P-A. Loco o luogo.
ll luogo E di espulsione, il loco P di aggancio degli aminoacidi e il loco A di accettazione.
Il t-RNA iniziale con la chiusura del ribosoma scorre dal luogo A al luogo P.
Allungamento della proteina
Sul loco A di accettazione arriva il secondo t-RNA con il suo aminoacido e un EF1 energetico.
I t-RNA presente in posizione P usa l’energia che precedentemente aveva ricevuto per agganciare la sua metionina al nuovo aminoacido appena arrivato che si trova in loco A: si è appena formato un legame peptidico, che lega 2 aminoacidi.
Il secondo aminoacido si carica di energia e perde il suo fattore IF2.
Consumando un GTP, l’EF2 posto sul loco E, fa scorrere il ribosoma sull’m-RNA. Adesso il primo t-RNA senza metionina si trova sul loco E, e il 2° t-RNA (con la catena proteica in testa) è scivolato sul loco P.
Ora sul loco A giunge il 3° t-RNA con il 3° aminoacido, questi si legherà al 2°AA e così via.
Consumo energetico
Per ogni nuovo legame peptidico tra due aminoacidi consumiamo 1 GTP, così per lo scorrimento del ribosoma sull’m-RNA consumiamo un altro GTP.
Termine e rilascio della proteina
Quando finalmente all’m-RNA giunge una tripletta di stop UAA, finisce la proteina.
Al t-RNA con la tripletta di stop non c’è attaccato nessun aminoacido, e alla fine della proteina si legherà un molecola di acqua, e la proteina si staccherà dall’m-RNA con la perdita della molecola di H2O finale e la perdita della metionina iniziale.
Modifiche post traduzionali
Le modifiche post traduzionali danno una forma alla molecola, la forma è fondamentale per la funziona svolta dalla proteina. La modifica della forma è data dall’aggiunta dei gruppi chimici diversi:
glucosio: la glicosilazione forma le glicoproteine,
lipidi: forma le lipoproteine,
zolfo: ponti di disolfuri
fosfati: fosforilazione
taglio della proteina, per cui si ottengono più proteine efficaci.
L’aggiunta dei gruppi chimici provoca il ripiegamento della proteina.
Il ripiegamento cambia forma e quindi rende funzionale la proteina.
Il ripiegamento viene realizzato da 2 tipi di enzimi: le foldasi che aggiungono i gruppi chimici e gli sciaperoni che intervengono man mano che la proteina viene prodotta o dopo essere stata prodotta.
Polisomi
I polisomi sono filamenti di m-RNA su cui si agganciano più ribosomi. I ribosomi possono andare anche contromano, per cui da uno stesso m-RNA si possono produrre differenti proteine.