maturazione dell'rna

Dott. Paolo Cascio
LEZIONE VIII
MATURAZIONE DELL’RNA

L’RNA PRESENTE NELLE CELLULE DI MAMMIFERO E’ COSI’ SUDDIVISO:
80% rRNA
15% tRNA
5% mRNA
L’RNA SINTETIZZATO DALLE RNA-POLIMERASI VIENE DEFINITO
TRASCRITTO PRIMARIO. LA MAGGIOR PARTE DEI TRASCRITTI PRIMARI
VANNO POI INCONTRO ALLE SEGUENTI MODIFICAZIONI:
1) RIMOZIONE DI CERTE SEQUENZE DI NUCLEOTIDI;
2) AGGIUNTA DI SEQUENZE DI NUCLEOTIDI NON CODIFICATE
DAI GENI CORRISPONDENTI;
3) MODIFICAZIONI COVALENTI DI CERTE BASI;
L’INSIEME DEI PROCESSI CHE TRASFORMANO UN RNA TRASCRITTO
PRIMARIO IN UNA MOLECOLA DI RNA DEFINITIVO PRENDONO IL NOME
DI MATURAZIONE DELL’RNA.

VANNO INCONTRO A PROCESSI DI MATURAZIONE DELL’RNA TUTTI I
tRNA E GLI rRNA DEI PROCARIOTI E TUTTE LE MOLECOLE DI RNA DEGLI
EUCARIOTI.
LA MATURAZIONE DELL’mRNA DEI PROCARIOTI CONSISTE
ESCLUSIVAMENTE NELLA RIMOZIONE DEGLI INTRONI.
ALCUNE MOLECOLE DI mRNA DEI PROCARIOTI VENGONO PERO’
DIRETTAMENTE PRODOTTE COME TRASCRITTI PRIMARI
COMPLETAMENTE MATURI.
IL GRADO DI RIELABORAZIONE DELL’RNA E’ DIRETTAMENTE
PROPORZIONALE ALLA SUA STABILITA’ POICHE’ NE AUMENTA LA
RESISTENZA NEI CONFRONTI DI ENZIMI IDROLITICI (RNAsi).
I tRNA E GLI rRNA VENGONO NOTEVOLMENTE RIELABORATI E HANNO
UN TEMPO DI DIMEZZAMENTO NELL’ORDINE DI GIORNI.
GLI mRNA DEGLI EUCARIOTI SUBISCONO PROCESSI DI
RIELABORAZIONE MENO ESTESI E HANNO TEMPO DI DIMEZZAMENTO
DI ORE.
GLI mRNA DEI PROCARIOTI SPESSO NON SUBISCONO ALCUNA
MODIFICAZIONE E HANNO TEMPI DI DIMEZZAMENTO NELL’ORDINE DI
MINUTI.

MATURAZIONE DEGLI mRNA NEGLI EUCARIOTI
NEGLI EUCARIOTI I LUNGHI TRASCRITTI PRIMARI DI mRNA (PRE-mRNA)
SI TROVANO NEL NUCLEO DOVE COSTITUISCONO L’RNA NUCLEARE
ETEROGENEO (hn-RNA). LA MATURAZIONE DELL’hn-RNA AVVIENE NEL
NUCLEO ED E’ SEGUITA DAL TRASPORTO DELL’mRNA MATURO NEL
CITOPLASMA (DOVE AVVIENE LA TRADUZIONE) ATTRAVERSO I PORI
DELL’INVOLUCRO NUCLEARE.
NEL NUCLEO L’hn-RNA SI ASSOCIA CON DELLE PROTEINE A FORMARE
LE RIBONUCLEOPROTEINE ETEROGENEE (hnRNP).
LE PROTEINE hnRNP FACILITANO I SUCCESSIVI PROCESSI DI
MATURAZIONE DEL PRE-mRNA E INOLTRE PARTECIPANO AL
TRASPORTO DELL’mRNA AL DI FUORI DEL NUCLEO.
ANCORA PRIMA CHE L’hnRNA SIA COMPLETAMENTE TRASCRITTO LA
SUA ESTREMITA’ 5’ SUBISCE UNA MODIFICAZIONE COVALENTE
CONSISTENTE NELL’AGGIUNTA DI UN “CAPPUCCIO” DI 7-
METILGUANOSINA.

UNA FOSFOIDROLASI RIMUOVE IL FOSFATO TERMINALE E IL GRUPPO 5’
DIFOSFATO RISULTANTE REAGISCE CON IL FOSFORO IN α DI UNA
MOLECOLA DI GTP.
L’ENZIMA GUANILILTRANSFERASI TRASFERISCE IL GMP SUL GRUPPO 5’
DIFOSFATO E ALLA GUANINA VIENE, POI, AGGIUNTO UN GRUPPO
METILICO IN POSIZIONE N-7.

ULTERIORI METILAZIONI POSSO RIGUARDARE IL GRUPPO OSSIDRILICO
2’ DELL’ULTIMO E DEL PENULTIMO NUCLEOTIDE DEL TRASCRITTO
ORIGINALE

FUNZIONI DELLA STRUTTURA A “CAPPUCCIO” DI GTP:
1) BLOCCA L’ESTREMITA’ 5’ DELL’mRNA E IN QUESTO MODO LO
PROTEGGE DALL’AZIONE DELLE ESONUCLEASI 5’;
2) RENDE L’mRNA SUSCETTIBILE AD ULTERIORI PROCESSI DI
MATURAZIONE;
3) SERVE COME SITO DI ATTACCO PER I RIBOSOMI DURANTE LA
TRADUZIONE.
I PRECURSORI DI TUTTI GLI mRNA EUCARIOTI AD ECCEZIONE DI
QUELLI PER GLI ISTONI VENGONO MODIFICATI ANCHE A LIVELLO
DELL’ESTREMITA’ 3’.
UNA VOLTA CHE L’RNA-POLIMERASI II HA FINITO LA TRASCRIZIONE
DEL GENE (CIOE’ DELLA SQUENZA CODIFICANTE), L’mRNA
NEOSISNTETIZZATO VIENE SCISSO DA UNA ENDONUCLEASI VICINO AD
UN SITO SPECIFICO CON SEQUENZA-CONSENSO AAUAAA.
LA SCISSIONE AVVIENE A CIRCA 10-20 NUCLEOTIDI A VALLE DELLA
SEQUENZA AAUAAA. L’ESTREMITA’ 3’ NEOFORMATA SERVE COME
INNESCO PER L’AGGIUNTA DI RESIDUI MULTIPLI DI ADENOSINA,
CATALIZZATA DA UN COMPLESSO MULTIENZIMATICO CHE UTILIZZA A

TALE SCOPO MOLECOLE DI ATP. IN QUESTO MODO POSSONO ESSERE
AGGIUNTI FINO A 250 NUCLEOTIDI (CODA POLI-A).
IL TAGLIO DELL’RNA E L’INIZIO DEL PROCESSO DI POLIADENILAZIONE
AVVENGONO IN CONTEMPORANEA.
IL TAGLIO E’ OPERATO DA 4 PROTEINE CHE SI ASSEMBLANO SULLA
SEQUENZA CONSENSO AAUAAA:
FATTORE SPECIFICO DI TAGLIO E POLIADENILAZIONE;
FATTORE DI STIMOLAZIONE DEL TAGLIO;
FATTORI DI TAGLIO I E II.
LA POLIADENILAZIONE AVVIENE IN DUE FASI:
1. FASE LENTA: VENGONO AGGIUNTI ca. 12 NUCLEOTIDI AD OPERA
DELL’ENZIMA POLI(A)-POLIMERASI (PAP) CHE UTILIZZA A TALE
SCOPO ATP;
2. FASE VELOCE: VENGONO AGGIUNTI 200-250 NUCLEOTIDI AD
OPERA DI PAP E DI UN’ALTRA PROTEINA CHIAMATA PABII.

CON UN MECCANISMO CHE NON CONOSCIAMO IL TAGLIO DELL’mRNA
SEGNALA ALL’RNAPOLIMERASI II DI TERMINARE LA PROPRIA AZIONE.
SI VENGONO COMUNQUE A ORIGINARE DELLE MOLECOLE DI RNA (TRA
IL SITO DI TAGLIO E IL PUNTO IN CUI LA RNAPOLIMERASI II SI STACCA
DAL DNA) LA CUI FUNZIONE E’ IGNOTA.
5’
pre-mRNA
taglio
3’
INTANTO LE CODE POLI-A VENGONO PROGRESSIVAMENTE
ACCORCIATE DA ESONUCLEASI 3’ (QUANDO L’mRNA RAGGIUNGE IL
CITOPLASMA LA CODA POLI-A E’ INFATTI LUNGA CIRCA 50-100
NUCLEOTIDI). PROBABILMENTE LA CODA PROTEGGE LA REGIONE
CODIFICANTE DELL’mRNA DALL’AZIONE DI QUESTE ESONUCLEASI.
QUESTE CODE, INOLTRE, SI ASSOCIANO AD UNA PROTEINA CHE
STABILIZZA ULTERIORMENTE L’mRNA.
5’
?
RNApol II
DNA

IN MOLTI GENI EUCARIOTICI (A VOLTE ANCHE NEI PROCARIOTI E IN
CERTI VIRUS) SONO PRESENTI DELLE SEQUENZE CHE NON APPAIONO
NELL’mRNA MATURO. QUESTE SEQUENZE VENGONO DEFINITE
SEQUENZE INTERCALARI O INTRONI E VENGONO ELIMINATE DAL
TRASCRITTO PRIMARIO DI RNA MEDIANTE UN PROCESSO NOTO COME
MONTAGGIO O SPLICING.
GLI INTRONI SONO MOLTO RARI NEI GENI DEI PROCARIOTI E DEGLI
EUCARIOTI PIU’ SEMPLICI (ES. LIEVITI E ALGHE) MA SONO MOLTO
COMUNI NEI GENI DEGLI EUCARIOTI PIU’ COMPLESSI (PIANTE E
MAMMIFERI).
UN INTRONE SEPARANA DUE ESONI CIASCUNO DEI QUALI DI SOLITO
CODIFICA PER UNA PICCOLA PARTE DELLA PROTEINA DOTATA DI UNA
STRUTTURA SECONDARIA BEN DEFINITA E CHE SVOLGE UNA
FUNZIONE SPECIFICA (QUESTE PICCOLE PORZIONI DI UNA PROTEINA
VENGONO DEFINITI DOMINI).

ORGANIZZAZIONE DI UN GENE CONTENENTE INTRONI
GLI ESONI SONO QUELLA PARTE DI GENE CHE DANNO ORIGINE ALLA
SEQUENZA DI mRNA MATURO. ESSI CONTENGONO LE INFORMAZIONI
PER LA SINTESI DELLE PROTEINE E COMPRENDONO ANCHE LE REGIONI
5’ E 3’ CHE NON VENGONO TRADOTTE (5’ E 3’ UTR = UNTRANSLATED
REGIONS).

OSSERVANDO AL MICROSCOPIO ELETTRONICO UNA MOLECOLA
IBRIDA DI mRNA E DNA DEL RELATIVO GENE, IL DNA FORMA DELLE
AMPIE ANSE A FILAMENTO SINGOLO (ANSE R). QUESTE ANSE
CORRISPONDONO AGLI INTRONI (CHE NON HANNO UN FILAMENTO
CORRISPONDENTE DI mRNA CON CUI APPAIARSI).
SCHEMA DELL’IBRIDIZAZIONE TRA DNA CROMOSOMICO E mRNA. SE IL
GENE PRESENTA DEGLI INTRONI SI FORMANO DELLE ANSE R.
GLI INTRONI PRESENTI IN UN GENE VENGONO INDIVIDUATI MEDIANTE
LA TECNICA DELLA MAPPATURA CON NUCLEASI S1. QUESTO ENZIMA
DIGERISCE IL DNA A SINGOLA CATENA LIBERANDO COSI’ GLI ESONI
CHE POSSONO ESSERE POI ANALIZZATI CON ELETTROFORESI SU GEL
D’AGAROSO
I SITI DI GIUNZIONE TRA ESONI ED INTRONI PRESENTANO DELLE
SEQUENZE-CONSENSO INDISPENSABILI PER UNA CORRETTA
RIMOZIONE DEGLI INTRONI.
UN’ALTRA SEQUENZE-CONSENSO SI TROVA ALL’INTERNO
DELL’INTRONE VICINO ALL’ESTREMITA’ 3’ (SITO DI RAMIFICAZIONE).

1) DOVE L’ESTREMITA’ 5’ DI UN INTRONE SI UNISCE ALL’ESONE 5’ SI
TROVA LA SEQUENZA GU.
2) DOVE L’ESTREMITA’ 3’ DI UN INTRONE SI UNISCE ALL’ESONE 3’ SI
TROVA LA SEQUENZA AG.
3) UN RESIDUO DI ADENOSINA FA PARTE DEL SITO DI RAMIFICAZIONE
(E’ SITUATA A CIRCA 40 NUCLEOTIDI A MONTE DEL SITO DI GIUNZIONE
3’).
LA RIMOZIONE DEGLI INTRONI DELL’hn-RNA VIENE OPERATA DA UN
COMPLESSO DI MONTAGGIO (O SPLICEOSOMA) FORMATO DA PROTEINE
E RNA.
L’INTRONE VIENE RIMOSSO CON DUE REAZIONI SUCCESSIVE DI
TRANS-ESTERIFICAZIONE (CIOE’ ROTTURA DI UN LEGAME FOSFO-
ESTERICO E FORMAZIONE DI UN ALTRO). IN ENTRAMBE LE REAZIONI
VIENE QUINDI SCAMBIATO UN LEGAME FOSFOESTERICO CON UN
ALTRO. POICHE’ LE DUE REAZIONI NON CAMBIANO IL MUMERO DI
LEGAMI FOSFOESTERICI DELLA MOLECOLA, NON SI HA CONSUMO DI
ENERGIA.

DURANTE LO SPLICING DELL’INTRONE VIENE COMUNQUE
IDROLIZZATO DELL’ATP CHE FORNISCE L’ENERGIA NECESSARIA PER
DELLE MODIFICAZIONI CONFORMAZIONALI DELLO SPLICESOMA
INDISPENSABILI AFFINCHE’ POSSA SVOLGERE LA SUA FUNZIONE.
LA PRIMA REAZIONE AVVIENE TRA IL FOSFATO PRESENTE
ALL’ESTREMO 5’ DELL’INTRONE E L’OH (IN 2’) DELL’ADENOSINA NEL
SITO DI RAMIFICAZIONE. LA SECONDA REAZIONE HA LUOGO TRA L’OH
DELL’ESTREMO 3’ DI UN ESONE E IL FOSFATO DELL’ESTREMO 5’

DELL’ALTRO ESONE. L’INTRONE FORMA COSI’ UNA STRUTTURA A
LACCIO (LARIAT) E VIENE ELIMINATO.
STRUTTURA DEL LARIAT
5’
IL COMPLESSO DI MONTAGGIO (O SPLICEOSOMA) E’ COSTITUITO DA
ALMENO UN CENTINAIO DI PROTEINE E MOLTE MOLECOLE DI RNA.
QUESTO RNA E’ DETTO RNA NUCLEARE PICCOLO (snRNA, SMALL
3’
NUCLEAR) E NE ESISTONO 5 TIPI DIVERSI: U1, U2, U4, U5, U6.
P
A

L’RNA NUCLEARE PICCOLO SI ASSOCIA A DELLE PROTEINE E FORMA
LE RIBONUCLEOPROTEINE NUCLEARI PICCOLE (snuRNPs, SMALL
NUCLEAR RIBONUCLEOPROTEINS) LE QUALI SI ASSEMBLANO
SEQUENZIALMENTE SULL’INTRONE E ORIGINANO COSI’ IL COMPLESSO
DI MONTAGGIO.
INIZIA LA snuRNP U1 CHE SI LEGA ALL’ESTREMO 5’ DELL’INTRONE
POCO DOPO CHE QUESTO E’ STATO SINTETIZZATO. IL LEGAME
RICHIEDE L’APPAIAMENTO TRA CIRCA 15-17 BASI DELL’INTRONE E DI
U1.
CON LO STESSO MECCANISMO (APPAIAMENTO DI BASI
COMPLEMENTARI) snuRNP U2 SI LEGA AL SITO DI RAMIFICAZIONE PER
CIRCA 40 NUCLEOTIDI.
QUINDI snuRNP U5 SI ASSOCIA ALL’ESTREMITA’ 3’ DELL’INTRONE E A
QUSTO PUNTO SI LEGANO ANCHE snuRNP U4 E U6 E SI FORMA IL
COMPLESSO DI MONTAGGIO.
LA LUNGHEZZA TOTALE DI RNA COPERTO DAL COMPLESSO DI
MONTAGGIO E DI CIRCA 65 NUCLEOTIDI. QUESTA E’ LA LUNGHEZZA
MINIMA DEGLI INTRONI, PERCHE’ INTRONI PIU’ PICCOLI NON
PERMETTEREBBERO L’ASSEMBLAGGIO DI UN COMPLESSO DI
MONTAGGIO.

LA FORMAZIONE DEL COMPLESSO DI MONTAGGIO RICHIEDE
L’IDROLISI DI ATP PER PERMETTERE ALLE SUE VARIE COMPONENTI DI
ASSEMBLARSI E DI ANDARE INCONTRO A DEI CAMBIAMENTI
CONFORMAZIONALI INDISPENSABILI PERCHE’ LE DUE REAZIONI DI
TRANS-ESTERIFICAZIONE ABBIANO LUOGO.
IL LARIAT RIMANE PER UN BREVE PERIODO ASSOCIATO ALLO
SPLICEOSOMA, POI VIENE RILASCIATO E VIENE VELOCEMENTE
IDROLIZZATO DAPPRIMA DA UN ENZIMA DI DERAMIFICAZIONE (CHE
IDROLIZZA IL LEGAME FOSFOESTERICO NEL SITO DI RAMIFICAZIONE) E
POI DA VARIE RNAsi NUCLEARI.
GLI INTRONI DI ALCUNE MOLECOLE DI hnRNA VENGONO RIMOSSI
SECONDO L’ORDINE IN CUI SONO STATI TRASCRITTI (CIOE’ IN
DIREZIONE 5’ → 3’). IN MOLTI ALTRI CASI, PERO’, VENGONO RIMOSSI
PRIMA GLI INTRONI TRASCRITTI PIU’ TARDIVAMENTE (CIOE’ VERSO
L’ESTREMO 3’ DELLA MOLECOLA DI RNA). QUESTO AVVIENE PERCHE’
L’RNA NEOSINTETIZZATO SI ASSOCIA IMMEDIATAMENTE CON DELLE
PROTEINE CHE CONFERISCONO ALLA MOLECOLA DI hnRNA DELLE
STRUTTURE SECONDARIE E TERZIARIE PARTICOLARI CHE A LORO
VOLTA DETERMINANO L’ORDINE CON CUI GLI INTRONI VENGONO
RIMOSSI.

In vitro alcuni RNA, in certe condizioni non fisiologiche (elevate temperature ed
elevata concentrazione di Mg++), in assenza di proteine eliminano lentamente gli
introni. Alcuni introni sono quindi capaci di auto-splicing.
Sono stati individuati due tipi di introni in grado di compiere auto-splicing:
Introni di gruppo I presenti nei geni degli rRNA dei protozoi,
Introni di gruppo II presenti nei geni codificanti per mRNA, tRNA, rRNA dei
mitocondri e dei cloroplasti di piante e funghi.
Introne del gruppo II snRNA U dello spliceosoma

Gli introni di gruppo II e gli snRNA U dello spliceosoma hanno struttura
tridimensionale molto simile.
Se sperimentalmente in vitro si rimuove un’ansa (es. ansa V) dell’introne del gruppo
II l’auto-splicing non avviene più.
Se però tale ansa viene aggiunta nella reazione (però separata, cioè non più unita con
il resto dell’introne) la reazione di auto-splicing può avvenire nuovamente.
Questo esperimento dimostra che i domini degli introni di gruppo II possono agire
anche su molecole di RNA diverse da quelle che le contengono (cioè su introni di
altri mRNA). Agiscono quindi in Trans.
E’ ipotizzabile che gli introni attuali derivino da introni del gruppo II che nel corso
dell’evoluzione hanno perso delle strutture interne, mentre contemporaneamente
comparivano gli snRNA, che svolgevano le stesse funzioni ma per tutti gli mRNA
della cellula.
Questo fenomeno potrebbe aver reso più semplice e veloce l’evoluzione di nuove
proteine a seguito dell’unione sul DNA di esoni appartenenti a geni diversi senza la
necessità che tali esoni dovessero essere collegati dai grossi e complessi introni di
gruppo II.
Anche nello spliceosoma l’attività enzimatica che catalizza le due reazioni di trans-
esterificazione è svolta dagli snRNAs mentre la componente proteica svolge solo una
funzione di “impalcatura”.

L’RNA che è in grado di svolgere un’attività catalitica viene definito ribozima.
Sono pertanto ribozimi gli RNA che intervengono nei processi di:
• Auto-splicing degli introni di gruppo II;
• Rimozione degli introni ad opera dello spliceosoma;
• Formazione del legame peptidico ad opera del ribosoma.
Il DNA può immagazzinare (sotto forma di una sequenza dei diversi nucleotidi) e
trasmettere (alle cellule figlie) l’informazione genetica. Il DNA, però, non ha mai
attività catalitica, quindi non può svolgere alcuna funzione in assenza delle proteine.
Le proteine, invece, sono in grado di svolgere un’attività enzimatica. Non sono, però,
adatte ad immagazzinare e trasmettere un’informazione genetica, quindi senza DNA
mancano completamente le “istruzioni” per poterle correttamente sintetizzare.
Nel corso dell’evoluzione quale di queste due classi di macromolecole è comparsa
prima?

Secondo una teoria (nota come ipotesi del mondo a RNA) nessuna delle due.
Per tale teoria una vita esclusivamente basata sull’RNA avrebbe preceduto l’odierna
vita basata sul DNA. l’RNA, cioè, potrebbe esser stata originariamente l'unica
molecola responsabile della vita cellulare o pre-cellulare.
L'RNA è infatti in grado di immagazzinare, duplicare e trasmettere informazione
genetica ma, rispetto al DNA, è in grado anche di catalizzare reazioni come gli
enzimi proteici.
La conservazione di grandi quantità di informazione nell'RNA non è però semplice. I
lunghi filamenti di RNA sono, infatti, intrinsecamente fragili poiché l’OH in 2’ del
ribosio può abbastanza facilmente attaccare il legame fosfoesterico adiacente
portando quindi alla rottura della catena di RNA.
L'ipotesi presuppone quindi che tale sistema basato sull'RNA si sarebbe poi evoluto
nel corrente sistema comprendente anche DNA e proteine grazie alla maggiore
stabilità chimica del DNA (necessario per la conservazione della preziosissima
informazione genica) e alla superiore flessibilità catalitica che gli amminoacidi
garantiscono.
Secondo l'ipotesi del mondo ad RNA, dunque, l'RNA ancora presente nelle cellule
sarebbe solo un residuo del mondo a RNA originale.

ALCUNI GENI POSSONO CODIFICARE PER PIU’ DI UNA PROTEINA
DIVERSA E CIO’ DIPENDE DAL MODO IN CUI IL TRASCRITTO PRIMARIO
VIENE ELABORATO IN mRNA MATURO.
ALCUNI TRASCRITTI PRIMARI, INFATTI, CONTENGONO ESONI MULTIPLI
CHE POSSONO ESSERE ABBINATI IN MODI DIFFERENTI A FORMARE
mRNA (E QUINDI PROTEINE) DIVERSI (MONTAGGIO DIFFFERENZIALE O
SLPICING ALTERNATIVO).
IN PRATICA DURANTE LA RIMOZIONE DI 2 INTRONI ADIACENTI A
VOLTE PUO’ VENIRE RIMOSSO ANCHE L’ESONE COMPRESO TRA DI ESSI.
SI FORMANO COSI’ mRNA ALTERNATIVI CHE CODIFICANO PER FORME
DIVERSE DELLA PROTEINA (ISOFORME).
IN DROSOPHILA, AD ESEMPIO, UNO STESSO GENE CODIFICA PER DUE
DIFFERENTI FORME DI TROPOMIOSINA I (PROTEINA MUSCOLARE):
QUELLA EMBRIONALE E QUELLA DELL’ADULTO. DURANTE IL
MONTAGGIO DELL’mRNA PER LA PROTEINA EMBRIONALE L’ESONE 3
VIENE ELIMINATO INSIEME AI DUE INTRONI ADIACENTI E SI FORMA
COSI’ UN mRNA CHE CODIFICA PER UNA PROTEINA PIU’ CORTA.

IL MECCANISMO GENERALE CHE PERMETTE LO SPLICING
ALTERNATIVO SI BASA SULL’AZIONE DI SPECIFICHE PROTEINE CHE
LEGANDOSI SUL PRE-mRNA MODULANO L’ATTIVITA’ DELLO
SPLICESOMA IN MODO CHE NON VENGA RIMOSSO UN SINGOLO
INTRONE MA UN SEGMENTIO DI RNA PIU’ LUNGO COMPRENDENTE DUE
INTRONI E L’ESONE INTERCALATO.
IN ALCUNI CASI IL GENE DI UNA DETERMINATA PROTEINA SI
TROVANO ALL’INTERNO DI UN INTRONE DI UN’ALTRA PROTEINA (GENI
INCASTONATI).
AD ESEMPIO IN DROSOPHILA IL GENE PER LA PROTEINA GART (ENZIMA
COINVOLTO NELLA SINTESI DELLE PURINE) CONTIENE 5 INTRONI NEL
PRIMO DEI QUALI E’ PRESENTE UN GENE CHE CODIFICA PER UNA
PROTEINA DELLA CUTICOLA.

MATURAZIONE DEI tRNA
TUTTI I tRNA CITOPLASMATICI MATURI DERIVANO DA PRECURSORI
NUCLEARI (PRE-tRNA).
LA MATURAZIONE DEI tRNA AVVIENE NEL NUCLEO.
LA MATURAZIONE DEI TRNA PREVEDE LE SEGUENTI MODIFICAZIONI:
1
2
3

4
4
4
1. RIMOZIONE DI UNA SEQUENZA DI LUNGHEZZA VARIABILE
ALL’ESTREMITA’ 5’ AD OPERA DI UNA SPECIFICA ENDONUCLEASI;
4

2. SOSTITUZIONE DI U PRESENTI ALL’ESTREMO 3’ CON LA
SEQUENZA CCA ALLA QUALE POTRA’ POI LEGARSI
L’AMINOACIDO;
3. A VOLTE (NON PER TUTTI I tRNA) RIMOZIONE DI INTRONI CON UN
MECCANISMO PERO’ DIVERSO DA QUELLI UTILIZZATI DALLO
SPLICEOSOMA;
4. MODIFICAZIONI COVALENTI DI SPECIFICI NUCLEOTIDI: ES.
METILAZIONE DEL RIBOSIO O DELLE BASI (SE VIENE METILATO U
SI TRASFORMA IN T) E DEAMINAZIONE DI CERTE BASI (NMOLTO
IMPORTANTE LA DEAMINAZIONE DELL’ADENINA
DELL’ANTICODONE IN POSIZIONE 1’ CHE LA CONVERTE IN
INOSITOLO LA CUI PRESENZA RENDE POSSIBILE IL
VACILLAMENTO DELLA TERZA BASE).

MATURAZIONE DEGLI rRNA ED ASSEMBLAGGIO DEI RIBOSOMI
1. Gli rRNA 28S e 5,8S (della subunità ribosomiale maggiore) e l’rRNA 18S (di
quella minore) sono trascritti come un unico pre-rRNA;
2. I geni per questi pre-rRNA sono ripetuti centinaia di volte e sono localizzati
nel nucleolo;
3. Ciascun gene origina un unico pre-rRNA formato dagli rRNA 18S, 5,8S e 28S
(5’ → 3’) uniti da segmenti di RNA di lunghezza variabile (RNA spaziatore
trascritto);
4. Il pre-rRNA si associa con proteine e RNA nucleolari brevi e si forma un
complesso che catalizza la modificazione covalente di certi nucleotidi ma
soprattutto la separazione dei 3 rRNA 18S, 5,8S e 28S. Tutti questi processi
avvengono nel nucleolo;
5. L’rRNA 5S viene sintetizzato in forma matura a partire da geni non localizzati
nel nucleolo;
6. Diffonde nel nucleolo e si associa con gli rRNA 28S, 5,8S e con le proteine
ribosomiali a formare la subunità ribosomiale maggiore;

7. Le due subunità ribosomiali mjaggiore (60S) e minore (40S) si assemblano nel
nucleolo, vengono trasportate attraverso i pori nucleari nel citoplasma e solo
qui si forma il ribosoma maturo 80S.