7.5 : Translation

La traduzione è il processo di sintesi delle proteine a partire dall'informazione genetica trasportata dall'RNA messaggero (mRNA). Dopo la trascrizione, costituisce la fase finale nell'espressione dei geni. Questo processo viene effettuato da ribosomi, complessi di proteine e molecole di RNA specializzate. I ribosomi, l'RNA di trasferimento (tRNA) e altre proteine producono una catena di amminoacidi, il polipeptide, come prodotto finale della traduzione.

La traduzione produce gli elementi costitutivi della vita

Le proteine sono chiamate i mattoni della vita perché costituiscono la stragrande maggioranza di tutti gli organismi, dalle fibre muscolari ai peli sulla testa ai componenti del sistema immunitario, e il modello per ciascuna di queste proteine è codificato dai geni che si trovano nel DNA di ogni cellula. Il dogma centrale della biologia impone che l'informazione genetica venga convertita in proteine funzionali attraverso i processi di trascrizione e traduzione.

La traduzione avviene al di fuori del nucleo

Gli eucarioti hanno un nucleo legato alla membrana in cui l'mRNA viene trascritto dal DNA. Dopo la trascrizione, l'mRNA viene espulso dal nucleo per essere tradotto in una catena di amminoacidi, un polipeptide, e infine in una proteina funzionale. Questo può avvenire nel citoplasma o nel reticolo endoplasmatico ruvido, dove i polipeptidi vengono ulteriormente modificati. Al contrario, i procarioti mancano di un compartimento nucleare, quindi la traduzione nei procarioti avviene nel citoplasma mentre l'mRNA è ancora in fase di trascritto.

La sequenza dei codoni nell'mRNA determina la sequenza polipeptidica

Ogni codone nell'mRNA corrisponde a uno dei 20 amminoacidi che una cellula mantiene immagazzinati, così come ai codoni di stop che non codificano per gli amminoacidi. Un'altra molecola di RNA, l'RNA di trasferimento (tRNA), è responsabile di fornire l'amminoacido corretto, in base alla sequenza del codone, ai ribosomi durante la traduzione. A un'estremità della molecola di tRNA, gli enzimi chiamati amminoacil-tRNA sintetasi legano in modo covalente l'amminoacido specifico al sito di attacco, mentre la sequenza dell'anticodone situata all'altra estremità del tRNA assicura che l'amminoacido corretto venga consegnato al ribosoma. Alcune molecole di tRNA sono in grado di legarsi a più di una sequenza di codoni, consentendo la versatilità di codifica nota come effetto oscillazione. Ciò è dovuto al fatto che le molecole di tRNA hanno una minore specificità di legame con il terzo nucleotide nella sequenza del codone dell'mRNA rispetto ai primi due nucleotidi.

Alcune malattie ereditarie derivano da difetti di traduzione

La traduzione è un processo complesso che dipende da un'ampia gamma di componenti cellulari. Le mutazioni che influiscono su qualsiasi parte di questo kit di strumenti diversificato possono causare malattie. Ad esempio, l'iperferritinemia, nota anche come sindrome da cataratta, deriva da mutazioni nella regione 5' non tradotta dell'mRNA, una regione importante per il reclutamento delle proteine di inizio della traduzione. Queste mutazioni causano tassi anormalmente elevati di traduzione della ferritina, proteina del ferro, causandone l'accumulo nel sangue e nei tessuti dei pazienti affetti. Di conseguenza, le lenti degli occhi diventano torbide. Altre malattie sono legate a mutazioni nei geni che codificano per i tRNA e le subunità ribosomiali. Ad esempio, l'anemia di Diamond-Blackfan, malattia del midollo osseo, deriva da mutazioni nel gene RPS19, un componente della piccola subunità ribosomiale.