Biologia: Modifiche post-trascrizionali VS post-traduzionali

Trascrizione e traduzione

Entrambi sono due processi biologici mediante i quali l’informazione genetica, contenuta nel DNA, viene convertita in proteine. La trascrizione consiste nel trasferimento delle informazioni contenute nel DNA in una molecola di pre-mRNA.  Le caratteristiche fondamentali di questo meccanismo sono: 

• La trascrizione di uno solo dei due filamenti di DNA in un filamento complementare ed antiparallelo di pre-mRNA 
• L’utilizzo dell’RNA-polimerasi, che sintetizza in direzione 5’ -> 3’ 
• L’inizio permesso dai promotori, la terminazione in corrispondenza di segnali di terminazione

La traduzione, invece, consiste nell’utilizzo dell’mRNA come stampo per la sintesi proteica.  Le caratteristiche fondamentali di questo meccanismo sono:

• L’utilizzo di tRNA e ribosomi
• Il riconoscimento codone-anticodone e la corrispondenza tra codoni e amminoacidi
• L’inizio in corrispondenza dei codoni di inizio (codificanti per l’amminoacido metionina) e la terminazione in corrispondenza dei codoni di stop (non codificanti) 
• Codice genetico degenerato

Modificazioni

In seguito ad entrambi questi processi biologici avvengono delle modifiche del prodotto ottenuto, che ne permettono la maturazione. Le differenze tra modifiche post-trascrizionali e modifiche post-traduzionali consistono nel luogo in cui avvengono e nel loro significato funzionale.  

Modifiche post-trascrizionali

Le modifiche post-trascrizionali si verificano in seguito alla trascrizione del DNA, all’interno del nucleo, sono attuate sulle molecole di pre-mRNA e consistono in:

• Capping: aggiunta di un cap all’estremità 5’ con un legame 5’-5’ (anziché il normale legame 5’-3’), che stabilizza il trascritto primario e permette l’inizio della traduzione 
• Poliadenilazione: aggiunta di una sequenza di adenosine (coda poli-A) all’estremità 3’, con  funzione stabilizzante 
• Splicing: rimozione degli introni e successiva unione degli esoni. Negli eucarioti lo splicing alternativo permette la sintesi di diverse proteine a partire dallo stesso pre-mRNA 

Modifiche post-traduzionali

Le modifiche post traduzionali avvengono principalmente nelle cisterne del RER e nelle vescicole del Golgi, a carico delle proteine neosintetizzate.  Le principali sono:

• Proteolisi: rimozione dei pro-peptidi che si manifesta nell’attivazione funzionale della proteina 
• Glicosilazione (a livello degli atomi di O e/o di N): è la più comune tra le aggiunte di gruppi funzionali, in grado di allargare la funzionalità della proteina 
• Fosforilazione: rappresenta il meccanismo più comune di attivazione ed inattivazione ciclica di proteine

Queste modifiche, solitamente, permettono alla proteina di svolgere correttamente la propria funzione, risultando spesso fondamentali per il corretto folding proteico o per la localizzazione delle proteine stesse. D’altra parte, le modificazioni post-traduzionali sono coinvolte anche nei meccanismi di degradazione proteica (ubiquitinazione).  

ESERCIZIO: Quale delle seguenti non è una modifica post-traduzionale?

A) Fosforilazione

B) Idrossilazione

C) Acetilazione 

D) Poliadenilazione

E) Ubiquitinazione

CORREZIONE COMMENTATA: Le risposte A, B e C rappresentano l’aggiunta di gruppi funzionali ad una proteina in seguito alla sua sintesi. L’ubiquitinazione serve a marcare le proteine destinate alla degradazione tramite proteasoma, dunque anch’essa è una modifica post-traduzionale. La poliadenilazione, invece, è una modifica post-trascrizionale dell’mRNA con funzione stabilizzante.

Risposta corretta D.