Expresia genică

Expresia genicǎ este procesul prin care întreaga informaţie geneticǎ continuţǎ în ADN este exprimatǎ în proteine.

- Proteinele sunt substanţe organice macromoleculare ,formate din lanţuri simple sau complexe de aminoacizi; sunt prezente în celulele tuturor organismelor vii, în proporţie de peste 50% din greutatea uscată.

Toate proteinele sunt polimeri ai aminoacizilor, în care secvenţa acestora este codificată de către o genă.

Fiecare proteină are secvenţa ei unică de aminoacizi, determinată de secvenţa nucleotidică a genei.

- Aminoacizii sunt combinaţii organice care conţin în moleculǎ una sau mai multe grupe amino şi una sau mai multe grupe carboxil.

۰ Sinteza proteinelor

Constă în 4 etape:

- Prima etapă poartă numele de "transcripţie" şi constă în sinteza ARN-ului mesager (ARNm) de către una din catenele de ADN, dintr-o genă. Acest ARNm are o structură complementară matriţei folosite - catena de ADN matrice, reprezentând o “imagine în oglindă” a acesteia, şi anume transcrierea codonilor catenei de ADN,(deci a mesajului genetic) cu simboluri complementare (de remarcat că timina-T este înlocuită cu uracilul-U, în structura ARN-ului).

- A doua etapă - "translaţia" - constă în migrarea ARNm-ului în citoplasmă, la nivelul ribozomilor si asocierea acestuia cu ribozomii activi în sinteza proteinelor.

- În a treia etapă are loc activarea aminoacizilor, care se ataşează de o moleculă de ARNt. Acest compus este transportat la locul corespunzător în cadrul lanţului proteic. Aminoacizii sunt legaţi într-o ordine impusă de ADN, care a generat matriţa ARNm şi care joacă un rol major în biosinteza proteinelor.

- A patra etapă constă în translaţia şi asamblarea aminoacizilor; se formează astfel legături peptidice între aminoacizi.

۰ARN-ul mesager - ARNm

Structura ARN-ului mesager matur: "capul" situat la extremitatea 5' (în roşu), regiunea 5'UTR (în galben), regiunea codantă (în verde), regiunea 3'UTR (în violet) şi coada poli-A (în negru).

- ARN-ul mesager este ARN-ul ce va servi ca tipar pentru sinteza proteinelor. Complexul enzimatic ARN polimeraza sintetizează iniţial un ARNm precursor ce conţine secvenţele corespunzătoare exonilor şi intronilor genei.

- Prin procesul ulterior de maturare ,ARN-ul premesager este modificat pentru a duce la formarea ARN-ului mesager matur:

la capătul 5’ se adaugă un „cap”;

la capătul 3’ se adaugă o serie de 100-200 de ribonucleotide conţinând adenină ce formează coada poli-A;

sunt eliminate secvenţele corespunzătoare intronilor prin procesul numit matisare, fiind păstrate doar secvenţele corespunzătoare exonilor, secvenţe ce conţin informaţia necesară sintezei de proteine prin procesul numit translaţie.

- ARN-ul mesager matur este format din trei regiuni : regiunea 5’ netranscrisă, regiunea 3’ netranscrisă şi regiunea codantă.

ARN-ul ribozomal - ARNr

- ARN-ul ribozomal este un constituent principal al ribozomilor-structuri celulare la nivelul cărora se realizează sinteza proteinelor.

- ARN-ul ribozomal este sintetizat prin transcripţia genelor corespunzătoare situate în anumite regiuni ale cromozomilor numite organizatori nucleolari

- Prin transcripţie sunt sintetizaţi precursori de talie mare ce vor fi ulterior scindaţi în patru tipuri de ARNr: ARNr 28S, ARNr 5.8S, ARNr 5S şi ARNr 18S.

Etapele sintezei proteice: A)TRANSCRIPŢIA

- Transcripţia începe cu o catenă de ADN, divizată în câteva regiuni importante. Cea mai mare dintre acestea este unitatea de transcripţie. Această porţiune a ADN-ului va fi utilizată efectiv pentru producerea ARN-ului.

- O regiune de stimulare a transcripţiei poate fi de asemenea implicată în proces.

- Primul dintre factorii care se ataşează pe catena de ADN este TFIID, cel mai mare dintre factorii generali de transcripţie. O componentă a acestui factor, TBP, se ataşează de molecula de ADN folosind caseta TATA pentru a poziţiona TFIID aproape de locul iniţierii transcripţiei.

- În continuare, alţi factori de transcripţie, printre care TFIIA şi TFIIB, se ataşează şi aceştia de molecula de ADN. Aceşti compuşi proteici pregătesc ADN-ul în vederea ataşării cu succes a polimerazei ARN.

- Odată ce polimeraza ARN se leagă, alţi factori de transcripţie completează compusul proteic matur de transcripţie.