RNA ribosomiale: differenze tra le versioni

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→‎Confronto fra procarioti ed eucarioti: integrazione riguardante il precursore rRNA 45S
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Negli eucarioti, dei quattro rRNA presenti, tre (5,8S, 28S e 18S) sono trascritti dall'RNA polimerasi I a partire da un solo gene nella forma di un unico lungo precursore (45S), mentre il quarto (5S) è trascritto indipendente dall'RNA polimerasi III a partire da un secondo gene separato dal primo.


Nei [[Bacteria]], negli [[Archaea]], nei [[mitocondri]] e nei [[cloroplasti]], la subunità minore contiene l'rRNA 16S, mentre la subunità maggiore ne contiene due specie: il 5S ed il 23S. Nei batteri i geni ribosomiali 16S, 23S e 5S sono tipicamente organizzati in un [[operone]]. Possono esserci una o più copie dell'operone disperse nel [[genoma]] (''[[Escherichia coli]]'' ad esempio ne ha sette). Gli Archaea possono contenere sia un singolo operone di rDNA sia copie multiple dello stesso operone.
Nei [[Bacteria]], negli [[Archaea]], nei [[mitocondri]] e nei [[cloroplasti]], la subunità minore contiene l'rRNA 16S, mentre la subunità maggiore ne contiene due specie: il 5S ed il 23S. Nei batteri i geni ribosomiali 16S, 23S e 5S sono tipicamente organizzati in un [[operone]]. Possono esserci una o più copie dell'operone disperse nel [[genoma]] (''[[Escherichia coli]]'' ad esempio ne ha sette). Gli Archaea possono contenere sia un singolo operone di rDNA sia copie multiple dello stesso operone.

Versione delle 12:37, 20 feb 2018

RNA ribosomiale

L'RNA ribosomiale (o RNA ribosomale, abbreviato come rRNA) è la tipologia più abbondante di RNA presente nella cellula. Non codifica direttamente le proteine, ma è il componente essenziale (circa i due terzi) dei ribosomi, macchine catalitiche che provvedono all'assemblaggio delle proteine, presenti in tutte le cellule viventi. Il ribosoma è una struttura che si auto-assembla in due subunità ripiegate (la subunità maggiore e la subunità minore) costituite dall'RNA ribosomiale, in presenza di 70-80 proteine ribosomiali, che si trovano all'esterno oppure nelle cavità presenti all'interno dell'rRNA ripiegato.

La funzione dell'rRNA è quella di fornire, durante la sintesi proteica, un meccanismo per la decodifica (traduzione) dell'mRNA in sequenze di amminoacidi garantendo l'interazione dell'mRNA con il tRNA (al centro della subunità minore del ribosoma) e provvedendo all'attività della peptidiltransferasi (nella subunità maggiore del ribosoma). L'esattezza della traduzione è dovuta al lavoro coordinato di entrambe le subunità.

Per i geni dell'rRNA è stata dimostrata la dominanza nucleolare. In alcuni organismi, in particolare le piante, quando due nuclei si combinano in una singola cellula durante l'ibridazione, l'organismo che ne deriva può "scegliere" un set di geni per la trascrizione dell'rRNA. L'altro set viene soppresso e generalmente non viene trascritto, anche se a volte può essere "riattivato".

Confronto fra procarioti ed eucarioti

Struttura e morfologia del ribosoma 70S di Escherichia coli. Per la subunità maggiore: in rosa le proteine ribosomali, in rosso scuro il 23S RRNA, in rosso arancio il 5S rRNA. Per la subunità mimore: in blu scuro il 16S rRNA.

Come già accennato, in entrambi i domini l'rRNA può essere suddiviso in due subunità: quella maggiore e quella minore.[1]

Dominio Grandezza Subunità maggiore Subunità minore
Procarioti 70S 50S (5S : 120 nt, 23S  : 2906 nt) 30S (16S : 1542 nt)
Eucarioti 80S 60S (5S: 121 nt,[2] 5.8S: 156 nt,[3] 28S: 5070 nt[4]) 40S (18S: 1869 nt[5])

Negli eucarioti, dei quattro rRNA presenti, tre (5,8S, 28S e 18S) sono trascritti dall'RNA polimerasi I a partire da un solo gene nella forma di un unico lungo precursore (45S), mentre il quarto (5S) è trascritto indipendente dall'RNA polimerasi III a partire da un secondo gene separato dal primo.

Nei Bacteria, negli Archaea, nei mitocondri e nei cloroplasti, la subunità minore contiene l'rRNA 16S, mentre la subunità maggiore ne contiene due specie: il 5S ed il 23S. Nei batteri i geni ribosomiali 16S, 23S e 5S sono tipicamente organizzati in un operone. Possono esserci una o più copie dell'operone disperse nel genoma (Escherichia coli ad esempio ne ha sette). Gli Archaea possono contenere sia un singolo operone di rDNA sia copie multiple dello stesso operone.

Al contrario gli Eukaryota hanno generalmente molte copie dei geni dell'rRNA ripetute in serie. Negli esseri umani sono presenti approssimativamente 300-400 ripetizioni di rRNA in cinque gruppi (sui cromosomi 13, 14, 15, 21 e 22). Nella maggior parte degli eucarioti la subunità ribosomiale minore contiene l'rRNA 18S, mentre la subunità maggiore ne contiene tre specie diverse: il 5S, il 5,8S ed il 25S/28S.

Importanza dell'RNA ribosomiale

Le caratteristiche dell'RNA ribosomiale sono importanti per la medicina e per lo studio dell'evoluzione:

  • L'rRNA è il bersaglio di molti antibiotici: cloramfenicolo, eritromicina, kasugamicina, micrococcina, paromicina, ricina, sarcina, spectinomicina, streptomicina e tiostreptone;
  • L'rRNA è il componente più conservato (che ha subito meno variazioni nel corso dell'evoluzione) in tutte le cellule.[6] Per questa ragione, i geni che codificano per l'rRNA vengono sequenziati per identificare il gruppo tassonomico di un organismo, per riconoscere i gruppi correlati e stimare il tasso di divergenza tra le varie specie.
  • La 16S lega la sequenza Shine-Dalgarno contenuta nell'mRNA, e la loro interazione permette l'associazione subunità minore-mRNA. La 18S scansiona il filamento e riconosce invece la sequenza di Kozak, assicurando un corretto avvio della sintesi proteica. L'mRNA è già associato alla subunità minore tramite le proteine del cap.
  • La 23S contenuta nella subunità maggiore lega tra loro gli aminoacidi portati dai tRNA formando un legame peptidico. Questa funzione negli eucarioti è espletata dalla 28S, e sono classificati come peptidil-trasferasi, ed entrambi sono pertanto dei ribozimi.
  • la 5S riconosce l'ansa D dei tRNA, e interagiscono tra loro permettendo l'avvio e il prosieguo della sintesi proteica sia nei procarioti che negli eucarioti

Note

  1. ^ Di seguito viene riportata la chiave di lettura della tabella:
    • Le S rappresentano le unità di Svedberg;
    • nt rappresenta la lunghezza in nucleotidi degli rRNA.
  2. ^ (EN) Homo sapiens 5S ribosomal RNA, su ncbi.nlm.nih.gov, National Center for Biotechnology Information.
  3. ^ (EN) Homo sapiens 5.8S ribosomal RNA, su ncbi.nlm.nih.gov, National Center for Biotechnology Information.
  4. ^ (EN) Homo sapiens 28S ribosomal RNA, su ncbi.nlm.nih.gov, National Center for Biotechnology Information.
  5. ^ (EN) Homo sapiens 18S ribosomal RNA, su ncbi.nlm.nih.gov, National Center for Biotechnology Information.
  6. ^ Smit S, Widmann J, Knight R, Evolutionary rates vary among rRNA structural elements, vol. 35, n. 10, Nucleic Acids Res, 2007, pp. 3339–54, DOI:10.1093/nar/gkm101, PMC 1904297, PMID 17468501.

Voci correlate

Collegamenti esterni

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