BIOLOGIA - Lezione 8 - Sintesi Proteica e RNA
Summary
TLDRThis video provides an insightful explanation of protein synthesis, focusing on the roles of DNA, RNA, and ribosomes. It details the two main stages of protein synthesis: transcription, where information from DNA is copied onto mRNA, and translation, where ribosomes read the mRNA to assemble proteins from amino acids. The video also explores different types of RNA, such as mRNA, tRNA, and rRNA, and their roles in this process. Through clear explanations and 3D animations, the video illustrates how genetic information is translated into functional proteins within cells.
Takeaways
- 📖 Protein synthesis is the process by which ribosomes produce proteins by reading DNA information.
- 🧬 DNA contains instructions for creating proteins, crucial for various functions, from muscle contraction to immune response.
- 🔒 DNA is stored in the nucleus to protect it from mutations, which can lead to diseases like cancer.
- 📝 The first step of protein synthesis is transcription, where DNA information is transcribed into RNA.
- 🔄 The second step is translation, where ribosomes convert RNA's nucleotide sequence into a chain of amino acids, forming a protein.
- 📋 RNA differs from DNA by having ribose sugar and uracil instead of thymine, and it is typically single-stranded.
- 📜 There are different types of RNA: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA), each playing a role in protein synthesis.
- 📦 mRNA carries the DNA's instructions to the ribosomes, where tRNA transports amino acids to build proteins.
- 🏗️ Ribosomes, made of rRNA, are cellular structures that facilitate the translation of mRNA into proteins.
- ⚙️ Codons, sequences of three nucleotides on mRNA, correspond to specific amino acids, starting with methionine as the universal start codon.
Q & A
What is protein synthesis and where does it occur?
-Protein synthesis is the process by which cells produce new proteins. This occurs in the ribosomes, which are cellular organelles responsible for reading the genetic information encoded in DNA and using it to assemble proteins.
Why must DNA remain inside the nucleus, and what problem does this create?
-DNA must remain inside the nucleus because it contains vital information for cellular development and function. It needs to be protected to avoid mutations that could lead to diseases like cancer. This creates a problem because ribosomes, which synthesize proteins, are located in the cytoplasm and cannot access the DNA directly.
What are the two main stages of protein synthesis?
-The two main stages of protein synthesis are transcription and translation. Transcription is the process of copying information from DNA to messenger RNA (mRNA), while translation is the process where ribosomes read the mRNA and assemble amino acids into a protein.
What is RNA, and how does it differ from DNA?
-RNA (ribonucleic acid) is a single-stranded molecule that copies and transfers genetic information from DNA to ribosomes for protein synthesis. RNA differs from DNA in two main ways: RNA contains the sugar ribose instead of deoxyribose, and RNA has the base uracil (U) instead of thymine (T).
What are the three main types of RNA involved in protein synthesis?
-The three main types of RNA involved in protein synthesis are messenger RNA (mRNA), which carries the genetic code from DNA; transfer RNA (tRNA), which brings amino acids to the ribosomes; and ribosomal RNA (rRNA), which forms part of the ribosome's structure.
How does messenger RNA (mRNA) function in protein synthesis?
-mRNA serves as an intermediary between DNA and proteins. It carries the genetic information copied from DNA in the nucleus to the ribosomes in the cytoplasm, where it is translated into a sequence of amino acids that form a protein.
What is the role of transfer RNA (tRNA) in translation?
-tRNA transports specific amino acids to the ribosome, where it matches its anticodon with the corresponding codon on the mRNA strand. Each tRNA molecule carries a specific amino acid that is added to the growing protein chain.
What is a codon, and how does it relate to amino acids?
-A codon is a sequence of three nucleotide bases in mRNA that corresponds to a specific amino acid or a signal to start or stop protein synthesis. Each codon is read by the ribosome, and tRNA brings the corresponding amino acid to add to the protein chain.
What is the difference between transcription and translation?
-Transcription is the process of copying a gene's DNA sequence into mRNA in the nucleus, while translation is the process where ribosomes read the mRNA sequence in the cytoplasm and use it to assemble a protein from amino acids.
Why is the genetic code considered redundant, and what is its significance?
-The genetic code is considered redundant because multiple codons can code for the same amino acid. This redundancy provides a safeguard against mutations, as changes in the DNA sequence might not always affect the amino acid sequence of a protein.
Outlines
🔬 Introduction to Protein Synthesis
The video begins by explaining the process of protein synthesis, which involves ribosomes producing proteins by reading the information encoded in DNA. Proteins are crucial for various biological functions, such as forming muscle tissue, antibodies, and regulating hormonal or enzymatic activity. Since DNA is protected within the nucleus, it cannot be directly accessed by ribosomes in the cytoplasm. The process of protein synthesis is divided into two key stages: transcription, where information from DNA is copied into RNA, and translation, where ribosomes read the RNA to produce proteins.
📜 Transcription and Translation
In this section, the focus shifts to the detailed steps of transcription and translation. Transcription occurs in the nucleus, where information from the DNA is copied into a molecule called messenger RNA (mRNA). Translation happens outside the nucleus, where ribosomes interpret the mRNA and use it to synthesize a chain of amino acids that eventually forms a protein. The importance of reviewing nucleic acids and proteins is highlighted, with references to previous lessons that cover these topics.
🧬 Structure of RNA and Its Types
RNA, or ribonucleic acid, is introduced as a single-stranded molecule made of nucleotides that carries information from DNA to the ribosomes. The structural differences between RNA and DNA are discussed, such as the structure and function of mRNA, rRNA, and tRNA.
Mindmap
Keywords
💡Protein synthesis
💡Ribosome
💡Transcription
💡Translation
💡DNA
💡mRNA
💡tRNA
💡Codon
💡RNA
💡rRNA
Highlights
Introduction to protein synthesis and its key role in the cell.
The ribosome is responsible for reading DNA information to produce proteins.
Proteins are essential for a wide range of biological functions, including muscle tissue formation, antibodies, skin color, hormone function, and enzymes.
DNA is kept in the nucleus to protect it from damage, and its alteration can lead to severe diseases like cancer.
Protein synthesis occurs in two phases: transcription and translation.
During transcription, the information from DNA is transcribed into RNA.
Translation is the process where ribosomes convert the RNA message into a sequence of amino acids to form a protein.
RNA is a single-stranded nucleic acid and more easily modified than DNA.
RNA types include messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA), each serving different roles in protein synthesis.
mRNA acts as the intermediary between DNA and proteins, copying DNA information.
tRNA transports amino acids to ribosomes during translation.
rRNA forms part of the ribosome’s structure and plays a structural role in protein synthesis.
Each codon, or sequence of three RNA bases, corresponds to a specific amino acid.
The codon for the start of protein synthesis is always methionine.
The process of protein synthesis includes the transcription of DNA in the nucleus, followed by the translation of mRNA by ribosomes in the cytoplasm.
Transcripts
[Musica]
[Musica]
bentornati a tutti in questo video
andremo a parlare di sintesi proteica e
tratteremo le caratteristiche principali
del rna per cominciare dobbiamo
chiederci cos'è la sintesi proteica per
sintesi proteica si intende la
produzione di nuove proteine da parte
dei ribosomi gli organelli cellulari
deputati appunto a leggere le
informazioni presenti nel dna e grazie a
queste produrre le proteine
la cellula e quindi in grado di produrre
le proteine che ricordiamo sono utili a
fare qualsiasi cosa all'interno di un
organismo dal formare il tessuto
contrattile dei muscoli a formare gli
anticorpi dal colore della pelle dei
capelli alla funzione ormonale o
enzimatica questo perché il dna deve
essere protetto dalla cellula il dna
viene tenuto nel nucleo perché contiene
le informazioni necessarie allo sviluppo
di una cellula motivo per cui se venisse
modificato il dna si incorrerebbero a
delle quindi mutazioni che porterebbero
di conseguenza a malattie molto gravi
come ad esempio i tumori
motivo per cui gli e ne ha bisogno di
stare stabile è protetto all'interno del
nucleo non quando assen a spasso nel
citoplasma questo però porta un primo
problema e cioè se noi volessimo appunto
andare a tradurre quello che c'è scritto
sul dna e farlo appunto tradurre dei
ribosomi che sono appunto gli organelli
che vanno a leggere quello che c'è
scritto sul dna per produrre la proteina
come facciamo i ribosomi non possono
entrare nel nucleo egli enea non può
uscire dal nucleo
ecco che allora il processo di sintesi
proteica avviene seguendo due fasi
distinte la prima fase si chiamerà
trascrizione esattamente come la parola
da cui prende il nome
è una fase in cui viene trascritta
l'informazione presente sul dna e la
seconda parte di questo processo si
chiamerà traduzione e cioè verrà
tradotto il messaggio che sul dna è
scritto con le basi azotate verrà
appunto tradotto dai ribosomi in una
sequenza di amminoacidi che va a
comporre quindi la proteina finale
allora innanzitutto bisogna anche prima
di partire con questo percorso in cui
vedremo la trascrizione e traduzione
dovrete sicuramente andare a riprendere
sono li avete visti
i video che riguardano sia le
biomolecole quindi la lezione numero due
questo perché così andiamo a fare un
veloce ripasso sugli acidi nucleici e le
proteine quindi le proteine sono
composte dai mino a cd gli acidi
nucleici da nucleotidi con le basi
azotate e poi nel caso non l'abbiate
ancora visto gli consiglio fortemente di
andare a vedere anche la lezione numero
5 quella in cui si parla del nucleo e
del dna
questo perché sicuramente in questo modo
avrete le idee molto più chiare rispetto
a tutto questo processo
ecco quindi abbiamo il dna che non può
uscire dal nucleo su dna ci sono scritte
grazie alle basi azotate le informazioni
per produrre le proteine il tratto di
dna che produce la proteina si chiama
janet chi è che andrà a copiare quello
che c'è scritto sul dna e lo trasporterà
nel citoplasma così da trasmettere
l'informazione ribosomi sarà proprio una
molecola che si chiama rna rna sta per
acido ribonucleico è sostanzialmente una
catena di nucleotidi a singolo filamento
questo singolo filamento di rna va a
copiare le informazioni che ci sono sul
dna rna è una molecola molto più labile
e molto più fluida rispetto al dna può
essere anche modificata più facilmente
perché viene anche distrutta più
facilmente ecco che le renne ha quindi
può uscire dal nucleo cellulare
trasferirsi nel citoplasma e andare sui
ribosomi e venire eletto da essi i
ribosomi andando a leggere la catena di
rna andranno ad aggiungere un aminoacido
all'altro per produrre le proteine
finali ma prima di tutto dobbiamo
ovviamente partire a vedere che cos'è la
rn a questo perché è parte essenziale di
questi processi
allora innanzitutto abbiamo detto che
dna rna sono polimeri molto simili tra
loro le differenze principali nella loro
struttura sono poche ovviamente ma
sostanziali e andiamoli a vedere la
prima differenza più grande è che lo
zucchero che si alterna ai gruppi
fosfato per costruire il filamento
principale è il ribosio mentre nel dna
e presente il desossiribonucleico rwd a
te cosa cambia semplicemente il des orsi
ribosio presente un ossigeno in meno la
seconda grande differenza è costituita
da una delle quattro basi azotate sul
dna
abbiamo le basi azotate che sono a b c e
g ecco nel rene a al posto della t
troviamo la cioè al posto della timina
troviamo lura cile cosa cambia
sostanzialmente nulla e cioè la u viene
utilizzata esattamente come dna utilizza
lati e cioè l'attiva ad appaiarsi con la
dei filamenti di dna
ecco sulle rna la andrà appaiarsi alla
esattamente come faceva lati sugli n up
solo che piccola differenza tra l'altro
se andassimo a vedere anche la struttura
molecolare tra la ue lati veramente sono
quasi identiche quindi piccola
differenza appunto questo scambio di
base cioè nelle rna al posto della t
cell how e quindi tutte le volte che
dovremmo trovare una t sul rene ha
invece verrà accoppiato a una terza
differenza riguarda la struttura della
catena pola nucleotidica questo perché
le renne a presenta salvo alcune
eccezioni un filamento solo come vedete
qua anche in figura presenta un singolo
filamento rispetto dna invece che è
presente in doppio filamento ad elica e
delle renne a esistono a loro volta vari
tipi noi oggi andiamo a trattare i tre
tipi principali di rna sono allo studio
e in molti progetti scientifici li
trovate altri tipi di rna che si
chiamano sirna si chiamano mirna cioè
micro rna oppure short interference rni
ok poi ci sono gli lnr nei cioè il long
non coding aree nei ma noi questi tutti
questi tipi di rna tra l'altro scoperti
possiamo dire recentemente di questi
tipi non andremo a parlare
andremo a parlare invece degli rna di
più antica scoperta e che sono più utili
per descrivere i processi che andremo a
vedere appunto di trascrizione
traduzione sono anche i tipi di rna più
famosi ricordatevi solamente che le
renne ha dentro la cellula a tantissime
tipi di mansioni diverse è una molecola
come abbiamo già detto molto labile
molto duttile e molto malleabile si
presta a fare numerosi lavori dentro la
cellula quindi ricordiamoci solo questa
cosa qua in questo momento quindi noi
andiamo a vedere il primo tipo di rna
utile per il nostro processo viene
chiamato rna messaggero abbreviato come
mrna e della molecola che svolge la
funzione proprio di intermediario tra
dna e proteine e cioè esattamente il
filamento di rna su cui viene copiata
l'informazione presente sul dna
il secondo tipo di rna utile alla nostra
lezione rna di trasporto o di rna il tr
ne ha una struttura tridimensionale o un
po complessa lo vedete qua a destra una
struttura tendenzialmente fatati
ok esattamente come il nome che che ha
appunto trn ha una struttura fatta
trifoglio atti a croce ecco possiamo
chiamarla come preferiamo la cosa molto
importante il trn al il rene a di
trasporto e che lega un'estremità un
aminoacido particolare infatti il nome
deriva proprio dal fatto che lui
trasporta gli amminoacidi esistono vari
tipi di trn a in base al fatto che hanno
una tripletta di base differente vedremo
che più avanti ogni tripletta di basi
codifica per un aminoacido ed ecco ogni
tripletta di base differente comporterà
che sul trn a sia presente un
amminoacido particolare quindi il tr ne
abbiamo detto trasporta gli aminoacidi a
chi arrivò soma e allora andiamo a
vedere come è composto il ribosoma e
scopriamo che anche ribosoma cioè questo
organello cellulare è composto anch'esso
da rna il composto ovviamente anche in
parte da proteine ma principalmente da
un rna che noi chiameremo ribosomiale
e cioè r minuscolo rna le renne a
ribosomiale svolge principalmente una
funzione strutturale
quindi le molecole di rna infatti non
vengono tradotti in proteine ma
costituiscono solamente i ribosomi cioè
gli organuli cellulari su cui avviene la
sintesi proteica
quindi vediamo che queste sono due sub
unità che andranno a formare il ribosoma
ribosoma è formato proprio in questo
modo e cioè due sub unità che vanno ad
unirsi e queste due sub unità sono fatte
proprio da rna che viene chiamato
ribosomiale questa cosa è molto
particolare siamo abituati a vedere che
gli organelli cellulari sono fatti o da
proteine in questo caso invece un
organello costituito principalmente da
rna quindi organello è fatta di rna gli
aminoacidi glielo porto un tipo di rna
chiamato di trasporto e questo organello
fatto del rene aleggia un altro tipo di
rna che si chiama messaggero vedete
quindi come le renne a sia una molecola
molto duttile può andare a formare
tantissime strutture diverse nella
cellula motivo per cui abbiamo parlato
in maniera un pochino più approfondita
in questo momento e quindi abbiamo detto
che nel dna sono presenti le
informazioni che porteranno poi grazie
alla loro lettura alla sintesi delle
pagine
ecco questo è il dogma centrale della
biologia e cioè si è scoperto e
ovviamente si chiama dogma non tanto
perché ci si fidi e basta ma perché
diciamo non c'è una spiegazione
razionale a questo la natura ha deciso
che funziona in questo modo e noi
semplicemente abbiamo preso atto di
questa decisione della natura e cioè di
trasportare l'informazione e anzi far
risiedere l'informazione nel dna e
trasportarla e tradurla soprattutto in
proteina quindi nel dna è presente
l'informazione il dna viene eletto e
vengono prodotte le proteine
abbiamo detto che questa trasformazione
quindi delle informazioni da dna quindi
da acidi nucleici a proteine quindi
insieme agli aminoacidi avviene grazie a
due processi molto particolari
questi processi sono la trascrizione che
avviene dal nucleo della cellula che
consiste nella produzione di rna
messaggero che va a copiare il dna
quindi è proprio una trascrizione vera e
propria
e poi c'è la traduzione cioè la
traduzione cosa si intende per
traduzione cos'è che si va a tradurre
ecco la traduzione avviene sul ribosoma
e cioè sostanzialmente ribosoma va
tradurre il linguaggio delle basi
azotate e cioè a tcg che vanno a
susseguirsi in maniera casuale anche
ecco ribosoma deve riuscire a leggere
queste basi azotate e trasformarli in
una sequenza di amminoacidi quindi
tradurle in una sequenza di amminoacidi
che andranno poi a formare la proteina
finale come funziona questo processo
allora tendenzialmente nell'organismo
umano vengono utilizzati venti
aminoacidi quindi abbiamo venti
aminoacidi diversi questo l'abbiamo già
detto appunto nell'elezione numero due
quando parlavamo delle molecole ecco che
la capacità del dna di alternare le basi
a tcg per andare a produrre in varie
combinazioni queste aminoacidi è molto
grande si è visto che ogni tre basi del
dna viene aggiunto un aminoacido
particolare e cioè si dice che ogni tre
basi di dna codificano per un aminoacido
le tre basi di dna che codificano per un
aminoacido vengono anche chiamate codone
quindi se ogni tanto utilizzerò questa
parola il codone è esattamente la
tripletta di basi che codifica per un
aminoacido abbiamo varie triplette di
basi quindi vari coloni che sono
ridondanti si dice e cioè alcuni coloni
possono codificare per lo stesso
aminoacido ad esempio ci possono essere
tre anche quattro triplete di base che
codificano per il codone di stop
ecco invece una cosa molto particolare
che il codone di start cioè l'inizio
della proteina è sempre una metionina
cioè noi abbiamo un solo tipo di
triplette di base che va a darci lo
start badarci la partenza per produrre
una proteina andiamo a servirci di
un'animazione in 3d
ecco allora che grazie a questa
animazione in 3d andiamo a vedere come
funziona la trascrizione della
traduzione
vediamo innanzitutto una cellula con la
sua membrana citoplasmatica entrando
dentro la cellula troviamo il nucleo
all'interno del nucleo cellulare è
presente il dna che può formare i
cromosomi o meno
in ogni caso ricordiamoci cromosomi sono
semplicemente del dna compattato
l'abbiamo già visto nella lezione numero
5 ecco per formare questo cromosoma gli
n a va a compattarsi ad arrotolarsi
intorno a delle proteine che vengono
chiamate istoni ricordiamo che il tratto
di dna che va a tradurre poi per una
proteina si chiama gene e allora abbiamo
la rna polimerasi che va a posizionarsi
all'inizio di un gene e grazie al fatto
che ci sono dei ribot nucleotidi sparsi
nel citoplasma nucleare la rna
polimerasi va ad aggiungere un ribot
nucleotide all'altro andando a copiare
la sequenza genica presente sul dna
quando le renne a messaggero viene
prodotto ci saranno poi dei passaggi che
vengono chiamati post trascrizionali
ecco questi passaggi sono molto
complessi uno dei quali ad esempio e lo
splicing male andremo a trattare in
video successivi dopo che quindi le mrna
viene elaborato si trasferisce nel
citoplasma e va a posizionarsi su un
ribosoma le due unità ribosomiale vanno
ad assemblarsi proprio quando trovano
all'inizio delle renne a messaggero
abbiamo detto che le mrna viene eletto
tre basi alla volta dal ribosoma una
porzione di tre basi di rna messaggero
si chiama codone abbiamo detto quindi
che ogni tripletta di
quasi e cioè ogni codone corrisponde ad
un aminoacido che verrà aggiunto dalle
renne a di trasporto vediamo quindi che
un aminoacido dopo l'altro grazie ai
rispettivi di rna che vanno a
posizionarsi leggendo la catena di rna
messaggero ogni aminoacidi appunto viene
aggiunto uno all'altro legandosi grazie
legame peptidico andrà a formare la
catena poi li peptidica che porterà poi
appunto alla formazione della proteina
finale questa lunga catena e agli
aminoacidi andrà a ripiegarsi per poi
dare appunto la conformazione della
proteina finale
e con questo abbiamo finito
azione spero sia stata utile e se così
lasciato un like mi farebbe molto
piacere
iscrivetevi al canale così da non
perdervi le prossime elezioni io vi
saluto e vi do appuntamento alla
prossima lezione
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