Sintesi proteica: biochimica e fisiologia, perché conoscerla!

La sintesi proteica: conoscerla e comprenderla

La sintesi proteica è un tema che ricorre spesso tra i professionisti del movimento e i biologi.

 

Dove avviene la sintesi proteica e quali sono i processi fondamentali

La sintesi proteica avviene nel citoplasma delle cellule dove sono presenti differenti organuli cellulari. Infatti questi hanno il compito di sintetizzare macromolecole in modo da poter essere utilizzate dalla cellula stessa.

Nel citoplasma troviamo i ribosomi che hanno il compito di svolgere la sintesi proteica.
Questi ultimi sono costituiti da due subunità: una subunità minore per legare l’mRNA  (RNA messaggero) e la subunità maggiore per l’ancoraggio del tRNA (RNA transfer).

Questo processo è chiamato anche con il nome di traduzione, partendo da uno stampo di acidi nucleici. Gli acidi nucleici sono il DNA e l’RNA.
Per svolgere correttamente la sintesi proteica è necessaria una sequenza di mRNA (sintetizzata grazie alla trascrizione) che si leghi alla subunità minore del ribosoma.

L’mRNA che si lega al ribosoma contiene tutte le informazioni riguardanti una determinata sequenza di amminoacidi per la sintesi di una proteina. Però per poter leggere queste informazioni è necessario il tRNA (Madigan et al. 2016).

 

Sintesi proteica: la lettura delle informazioni nell’mRNA

Il tRNA legge particolari triplette di amminoacidi contenute nell’mRNA. Le triplette dell’mRNA vengono chiamate codoni che sono costituiti da tre parti:

1. Una sequenza di avvio della sintesi, chiamata codone di inizio;
2. Una parte codificante centrale, quella importante per la sintesi delle proteine;
3. Un sequenza di terminazione della sintesi, chiamata codone di stop.

Le molecole di tRNA interpretano il messaggio dell’mRNA in amminoacidi attraverso degli anticodoni, triplette che legano le triplette corrispettive dell’mRNA (Madigan et al. 2016).

La funzione del ribosoma è facilitare il processo e il legame tra queste due tipologie di RNA.
Infatti il tRNA può legarsi a due siti presenti nella subunità maggiore del ribosoma: il sito P e il sito A. Sono diversi i tRNA che prenderanno parte alla sintesi proteica. Il sito P sorregge il tRNA per l’allungamento della sequenza, mentre nel sito A si legherà un tRNA per l’aggiunta di un amminoacido in coda alla catena polipeptidica.

 

La sintesi proteica in breve

La sintesi proteica inizia grazie alla sequenza AUG sull’mRNA. Il primo tRNA che si lega al sito P e darà l’avvio alla sintesi proteica porterà con sé un amminoacido fondamentale: la metionina.

La metionina è il primo amminoacido di qualsiasi catena polipeptidica. Una volta che il secondo tRNA si legherà al sito A, questo porterà all’allontanamento del primo tRNA dal sito P, allo scorrimento del secondo tRNA dal sito A al sito P.

Il processo continua fino a che non si verificano tre particolari triplette che rappresentano il codone di stop: 

• UAA
• UAG
• UGA

 

Sintesi proteica: il controllo della catena polipeptidica

Una volta che una catena polipeptidica è stata sintetizzata questa viene ripiegata. Infatti affinché il processo si svolga correttamente intervengono altre proteine chiamate chaperonine. Queste molecole hanno la funzione di controllare la corretta aggregazione proteica. Inoltre la sintesi di chaperonine risulta più alta quando la cellula è sottoposta ad un eccessivo aumento della temperatura (Madigan et al. 2016).

Dunque per il nostro corpo un’aggregazione proteica sbagliata può portare a conseguenze molto serie per la vita cellulare e la salute. Ad esempio la talassemia è un errore della sintesi proteica che altera la struttura dell’emoglobina influenzando il corretto trasporto dell’ossigeno nel sangue.

La conoscenza della sintesi proteica non è solo utile a livello di ipertrofia muscolare, ma ad esempio è fondamentale per il rinnovo degli epiteli gastrici e il mantenimento del sistema immunitario.

 

A cura del Dottor Giulio Merlini

 

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BIBLIOGRAFIA – REFERENCES:

1. Atherton PJ, Smith K (2012). Muscle protein synthesis in response to nutrition and exercise. J Physiol; 590 (Pt.5): 1049-1057.
2. Madigan MT et al. (2016). Biologia dei microrganismi. Pearson Editore, Torino; pp.132-143.
3. Phillips BE, Hill DS, Atherton PJ (2012). Regulation of muscle protein synthesis in humans. Curr Opinion Clin Nutr Metab Care; 15(1): 58-63.