Biologia Applicata⠀⠀⠀⠀⠀, Appunti di Biologia Applicata

Scarica Biologia Applicata⠀⠀⠀⠀⠀ e più Appunti in PDF di Biologia Applicata solo su Docsity! 1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA - A.A. 2021/2022 - TECNICHE ORTOPEDICHE BIOLOGIA APPLICATA PROF.SSA OLIVIERI CARLA - GIANLUCA RIGGIO Biologia e teoria cellulare La biologia si occupa dello studio della vita, in particolare degli esseri viventi che sono ben diversi dagli oggetti inorganici (sono anche loro complessi, ma questa complessità è dettata dal caso). L’essere vivente: • È caratterizzato da una discreta complessità, è quindi specialmente definito nel senso che il suo livello di complessità è determinato da regole ben precise; • La sua informazione genetica è raccolta nel DNA; • Ha una capacità di accrescimento, ovvero è in grado di prelevare materia dal mondo inorganico e trasformarla in composti organici, questi devono essere utili per ogni essere vivente; • È in grado di prelevare energia che insieme alla materia forma reazioni chimiche. Queste avvengono grazie agli enzimi che ne riducono le tempistiche, in quanto catalizzatori; • È in grado di dare origine a nuovi organismi viventi con caratteristiche simili ai genitori (duplicazione del DNA, ereditarietà dei caratteri); • Ha capacità di adattamento all’ambiente circostante (teorie evolutive di Lamarck che affermava che l’ambiente fosse la causa delle modificazioni, e di Darwin che invece pensava che le modificazioni fossero indipendenti dall’ambiente e credeva nella selezione naturale); • Ha organizzazione di tipo cellulare; • Ha la capacità di effettuare il processo del metabolismo; • Ogni componente di un essere vivente ha un compito ben preciso (finalismo delle parti); • Ha la capacità di ricevere stimoli dall’ambiente esterno e di rispondere a questi (eccitabilità). Teorie evolutive: • Lo stesso cambiamento può avere risultati diversi in base all’ambiente in cui avviene; • L’interesse della natura è quello di garantire la prosecuzione della specie; • L’ambiente circostante ha una certa importanza in quanto è in grado di modificare le informazioni presenti nel DNA degli esseri viventi. La cellula è l’unità morfologica e fisiologica fondamentale, la principale componente degli esseri viventi; questa informazione è stata confermata nell’800 grazie ai microscopi (M. Schleiden e T. Schwann). Tutte le cellule derivano da altre cellule, quindi secondo questa teoria gli organismi viventi hanno tutti un antenato comune (R. Virchow). Cellula procariote. Primo tipo di cellula che si è formata. Non ha un nucleo, il materiale genetico è contenuto nel citoplasma (si parla di DNA citoplasmatico). È unicellulare ma può formare intere colonie (si riproducono asessuatamente per scissione binaria). Vengono divise in archeobatteri e eubatteri (batteri e cianobatteri). È più piccola della cellula eucariote. Hanno forme diverse. Hanno una membrana cellulare costituita da peptidoglicani (formati da lunghe catene polisaccaridiche in cui 2 si alternano unità di amminozuccheri). Hanno una capsula che in base alla forma che assume permette la divisione in batteri gram positivi e gram negativi. Creano spore, quindi sono in grado di vivere in ambiente ostile per molto tempo. Non hanno organuli membranosi ma hanno i ribosomi (quindi effettuano la sintesi proteica). Hanno una singola molecola di DNA genomico circolare che è comunque a doppia elica. Si trasmettono le informazioni genetiche per via orizzontale e spesso si scambiano le resistenze agli antibiotici (mediante trasformazione, coniugazione o trasduzione). Possono essere presenti dei plasmidi. Si adattano bene all’ambiente. Hanno dimensioni di 0,5 - 5 μm con un valore medio di 2 μm. Cellula eucariote. Possiede il nucleo che contiene il DNA genomico della cellula, in questo modo viene protetto. Questa struttura permette di regolare anche le informazioni tra il nucleo e il citoplasma. Ha una membrana plasmatica che separa l’interno con l’ambiente e regola gli scambi, formata da un doppio strato fosfolipidico. Oltre le proteine, sono presenti sulla membrana anche zuccheri e colesterolo che regola la fluidità della membrana. Le proteine sono fondamentali perché regolano alcune informazioni cellulari, infatti possono essere recettori che ricevono segnali esterni e li trasferiscono all’interno, regolano il trasporto degli ioni all’interno della membrana, creano gradienti ionici che permettono la formazione di un segnale elettrico. Ha un citoplasma che contiene il resto della cellula. Ha organelli come ribosomi, apparato di Golgi, reticolo endoplasmatico, mitocondri e lisosomi. Ha un citoscheletro. Ha un diametro di 10 - 100 μm. Possono essere unicellulari (protisti) o pluricellulari (piante, funghi e animali). La membrana nucleare ha dei pori attraverso cui possono passare determinate sostanze. Hanno il nucleolo, regioni in cui il DNA è abbastanza aperto in quanto contiene l’informazione per un particolare RNA (mRNA). In alcuni punti della membrana si appoggiano i ribosomi (partecipano alla sintesi proteica e alla detossificazione da farmaci e veleni), in particolare si trovano nel reticolo endoplasmatico rugoso. Reticolo endoplasmatico rugoso. Costruisce le membrane per gli organuli membranosi. Reticolo endoplasmatico rugoso. È una prima fase della rielaborazione delle proteine. Qui è il ribosoma che fa entrare le proteine man mano che le sintetizza. Nel momento in cui inizia a sintetizzare questa è modificata, anche se non tutte sono perfettamente pronte, devono quindi subire ulteriori trasformazioni tramite l’apparato di Golgi. Apparato di Golgi. È formato da cisterne membranose che si dividono in tre gruppi (cis, medium, trans). Le proteine arrivano qui dopo essere passate per il reticolo endoplasmatico e cominciano a trasformarsi ulteriormente passando da una cisterna all’altra fino a che arrivano alla membrana citoplasmatica. Mitocondrio. È presente nel nostro citoplasma, ha due serie di membrane; quelle interne dette creste e quelle esterne. Sulle creste sono presenti gli enzimi della fosforilazione ossidativa. È l’apparato respiratorio della cellula. Al suo interno c’è un vero e proprio DNA circolare (come nei procarioti), inoltre è capace di produrre energia. Ha alcune somiglianze con i batteri e ha dei ribosomi attaccati alla superficie che sono diversi sia da quelli eucariotici che da quelli batterici. Citoscheletro. Scheletro di tipo proteico composto da tre classi di proteine diverse che compongono i microtubuli (tubulina) che sono anche le componenti cellulari del centromero (interviene nella divisione cellulare), ha anche componenti più piccole come i microfilamenti che sono formati da actina e in mezzo ci sono filamenti intermedi. 5 vecchio (copiato complementarmente da uno dei due filamenti di DNA di partenza) e uno nuovo (sempre complementare a quest’ultimo). In questo processo intervengono molti fattori, tra cui gli enzimi che sono altamente specializzati; l’enzima fondamentale è la DNA polimerasi, ovvero quello che forma il polimero del DNA (lavora in direzione 5’-3’). La DNA polimerasi aggiunge deossinucleotidi ad una estremità 3’ OH utilizzando deossinucleotidi trifosfato e un singolo filamento di DNA come stampo. Per ottenere un filamento bisogna però aprire la doppia elica del DNA; quindi, interviene la DNA elicasi che la apre rompendo i ponti idrogeno. Passata l’elicasi le due eliche tendono a riavvicinarsi ma per evitare che questo accasa, intervengono delle proteine (SSBP, single-strand binding protein) che si agganciano ai filamenti per evitare che si riuniscano. A questo punto il DNA è avvolto su sé stesso e dopo un po’ il movimento dell’apertura della doppia elica non può proseguire; interviene allora l’enzima topoisomerasi che tagliano il DNA per evitare che si arrotoli, quindi lo srotolano e lo richiudono (in generale risolve il problema dei superavvolgimenti). Il DNA polimerasi non può mettere il primo nucleotide all’OH in 3’ ma ha bisogno di qualcosa che lo faccia per poi poter continuare ad aggiungere nucleotidi. L’enzima DNA primasi (è un RNA polimerasi che può mettere il primo nucleotide) sintetizza l’innesco o primer di 10-20 nucleotidi in modo che il DNA polimerasi possa iniziare il suo lavoro. La DNA polimerasi corregge gli errori: quando trova RNA (primer) lo sostituisce con DNA (funzione esonucleasica); la sostituzione avviene tramite DNA ligasi che aggiunge i frammenti di Okazaki. La duplicazione negli eucarioti avviene in diversi repliconi, ovvero porzioni di DNA che si duplicano in blocco; questo per ridurre i tempi di duplicazione. In particolare, ci sono circa mille repliconi per cromosoma. La duplicazione nei procarioti invece avviene da una sola origine di replicazione. Cromosomi Il DNA, lungo circa 1,7 m per ogni cellula, risiede nel nucleo, grande un centinaio di μm. Per rimediare alle piccole dimensioni, il DNA deve essere ripiegato e in questo è ostacolato dal gruppo fosfato alle estremità dell’elica che ha carica negativa. Il DNA è quindi avvolto attorno a delle proteine istoniche (istoni) con carica positiva che permettono il ripiegamento riducendo significativamente il volume. I cromosomi osservabili al microscopio sono detti metafasici, infatti la metafase è il momento della divisione cellulare in cui sono più compatti e sono visibili per come li conosciamo (X). Gli istoni sono raggruppati in ottameri e il DNA si avvolge attorno (due giri attorno a ogni ottamero; struttura a collane di perle); un ulteriore istone avvicina fra loro i nucleosomi. Il materiale genetico degli eucarioti è suddiviso in più cromosomi lineari, questo perché esistono diversi livelli di impacchettamento. Il numero dei cromosomi è caratteristico di ciascuna specie; molti eucarioti hanno due copie di ciascun cromosoma presente nel nucleo e il loro assetto è detto diploide (2n), sono invece aploidi i gameti (n). I cromosomi si possono distinguere in base a tre caratteristiche fondamentali: lunghezza, bandeggio dopo la colorazione e posizione del centromero. In base a quest’ultimo i cromosomi possono essere ulteriormente suddivisi in: metacentrici, il centromero sii trova circa a metà del cromosoma; submetacentrici, il centromero si trova sopra la metà del cromosoma; acrocentrici, il centromero si trova verso la cima del cromosoma. Nel submetacentrico si distingue il braccio più corto p (petit) e il braccio più lungo q (queue). 6 Il cariotipo (ne esiste uno per ogni specie) studia la composizione cromosomica di un individuo. Nell’uomo il normale cariotipo è formato da 46 cromosomi, 22 coppie di omologhi o autosomi e 2 cromosomi del sesso o eterosomi: XY è un soggetto maschile (46, XY) e XX è un soggetto femminile (46, XX). Il sesso maschile è determinato dalla presenza del cromosoma Y. Lo studio del cariotipo permette di individuare le anomalie cromosomiche di numero e di struttura. Convenzioni per scrivere il cariotipo, in ordine: numero totale di cromosomi, virgola, cromosomi del sesso, eventuali malformazioni del cariotipo (ad esempio 46,XX o 46,XY o 47,XY+21). Divisione cellulare Mitosi. Riguarda le cellule somatiche, ad esempio per sostituire le cellule invecchiate. Mantiene inalterato il numero di cromosomi, si tratta di una divisione equazionale. Segue una duplicazione del materiale ereditario (fase S) e consiste in una sua divisione. Nella fase S ogni cromosoma diventa composto da due cromatidi fratelli uniti a livello del centromero che si separano durante l’anafase mitotica. Da una cellula madre a 46 cromosomi (2n) si ottengono due cellule figlie a 46 cromosomi (2n). È uguale nei maschi e nelle femmine. Profase. In questa fase la cromatina si compatta a formare i cromosomi. Inizia a sfaldarsi la membrana nucleare. Prometafase. L’involucro nucleare scompare. Si duplicano i centrioli che si dirigono ai poli della cellula; questi organizzano dei microtubuli che iniziano a prendere contatto con il centromero. Da altri centrioli partono filamenti che prendono invece contatto con la membrana (fibre dell’aster). I microtubuli spostano i centromeri all’equatore. Metafase. I cromosomi sono nel loro massimo livello di compattamento e ben allineati all’equatore. Qui si forma la piastra metafasica e viene completata la struttura del citoscheletro (fuso mitotico). Anafase. La cellula supera l’ultimo check-point che verifica il legame dei cromosomi al fuso. I cromatidi fratelli si separano al livello del centromero e migrano ai poli opposti (tramite accorciamento del fuso). La cellula si sta allungando grazie ai microtubuli interpolari. Per fibre del fuso si intendono i microtubuli, si trovano: nel cinetocore (nel centromero), nei centrioli (dette fibre dell’aster) e i microtubuli interpolari. 7 Telofase. In quest’ultima fase i cromosomi si despiralizzano e si ricompone la membrana nucleare. Si forma un anello di actina che stringendo sempre più strozza la cellula fino a formarne due distinte (citodieresi o citochinesi). Meiosi. Avviene in tutti gli eucarioti che si riproducono sessualmente. La meiosi segue una duplicazione del materiale ereditario e consta di due riproduzioni cellulari (prima e seconda divisione meiotica). Riguarda esclusivamente le cellule germinali. Dimezza il numero di cromosomi. Lo scopo della meiosi (quindi della riproduzione sessuata) è quello di introdurre variabilità genetica grazie al fenomeno del crossing-over, ovvero uno scambio di materiale genetico tra cromosomi omologhi che avviene nella profase I. Si tratta di una divisione riduzionale, dimezza il numero di cromosomi. Da una cellula madre a 46 cromosomi (2n) si ottengono quattro cellule figlie a 23 cromosomi (n). Serve per formare le cellule che serviranno alla riproduzione. La meiosi maschile e quella femminile sono leggermente diverse. La meiosi consta di due divisioni, ciascuna suddivisa in quattro fasi. Profase I. In questa fase i cromosomi si condensano e l’involucro nucleare si frammenta. Qui i cromosomi omologhi di ogni coppia si appaiono, allineandosi a formare delle tetradi (strutture composte da 4 cromatidi). Questa vicinanza rende possibile lo scambio di segmenti di cromatidi tra cromosomi omologhi mediante il processo di crossing-over. Metafase I. I cromosomi si condensano ulteriormente, i nucleoli scompaiono e si conclude la formazione del fuso. Le coppie di cromosomi si attaccano al fuso e si dispongono sul piano equatoriale. Qui, a differenza della mitosi, i cromosomi omologhi sono allineati in doppia fila anziché singola. In particolare, in ogni coppia di omologhi, i cinetocori dei due cromatidi appartenenti a un cromosoma si legano a microtubuli provenienti a uno dei poli del fuso, mentre i cinetocori dei cromatidi relativi al cromosoma omologo si legano a microtubuli che si dipartono dal polo opposto. Anafase I. I due cromosomi di ciascuna coppia di omologhi si separano e migrano verso i poli opposti del fuso. Telofase I. I cromatidi fratelli raggiungono il rispettivo polo del fuso, dove va a localizzarsi una serie aploide di cromosomi, che si condensano. L’involucro nucleare di ricostruisce e forma due nuclei separati. Profase II. Questa fase è molto simile alla profase mitotica. I centrioli si separano organizzando un fuso che prende contatto con i centromeri dei cromosomi. Metafase II. I cromosomi si dispongono sul piano equatoriale. Ciascun cromosoma prende contatto con entrambi i poli della cellula. 10 Trisomia XXY o sindrome di Klinefelter. Il cariotipo è 47,XXY. Incidenza: 1/700 nati vivi. Tra i soggetti affetti, attualmente solo in un quarto viene diagnosticata la malattia. La sindrome di Klinefelter è la causa più frequente di ipogonadismo primario dei maschi. A causa della produzione inadeguata di testosterone ed aumento compensatorio dei valori di gonadotropine, la maggioranza dei pazienti non è fertile. Ginecomastia, altezza aumentata con sproporzionata lunghezza degli arti, tendenza all’obesità, rischio lievemente aumentato di sviluppare patologie autoimmuni (diabete mellito insulino-dipendente, tiroide autoimmune, LES). Alla ginecomastia può essere associata un’aumentata incidenza di neoplasie mammarie pari a circa 50 volte il rischio dei maschi 46,XY. L’osteoporosi è comune nei soggetti che non hanno eseguito terapia sostituiva con testosterone. Difficoltà nell’apprendimento e problemi comportamentali. Delezione 7q11.23 o sindrome di Williams. Presenta disturbi dello sviluppo, associati, nel 75% dei casi, a cardiopatie (di solito stenosi sopravalvolare dell’aorta), ipercalcemia, ritardo psicomotorio, dismorfismi facciali caratteristici e profilo cognitivo e comportamentale specifico. L’incidenza delle forme tipiche è 1/20 000 alla nascita: esistono forme parziali ma la loro incidenza non è nota. Questi bambini presentano una faccia caratteristica con setto nasale appiattito e punta del naso globosa, bocca larga con labbro inferiore anteverso, guance prominenti, edema periorbitale, epicanto e spesso iride a stella. Con l’età il viso diventa più stretto e assume lineamenti grossolani. Il profilo cognitivo è caratterizzato da deficit visuo-spaziale che contrasta con le buone capacità di linguaggio. I bambini affetti presentano un comportamento ipersociale e interagiscono bene con le altre persone. Sono molto sensibili al rumore e hanno buone capacità musicali. RNA Il gene è una sequenza di DNA che codifica per un’informazione genetica. Viene anche definito come unità di trascrizione. Esistono i geni strutturali, destinati ad essere tradotti in catene polipeptidiche e geni funzionali, deputati al controllo dell’espressione genica e della sintesi proteica. Dogma centrale della biologia: l’informazione genetica parte dal DNA (si trasmette da una generazione all’altra tramite la replicazione), diventa RNA tramite il processo di trascrizione e infine diventa - a volte - proteina tramite il processo di traduzione. Di tutto il DNA solo l’1% codifica per le proteine. La trascrizione e la traduzione sono processi che avvengono in modo diverso negli eucarioti e nei procarioti, in quanto i primi possiedono un nucleo che racchiude tutta l’informazione genetica, mentre i procarioti non ce l’hanno. Trascrizione. È un meccanismo cellulare finemente regolato e altamente specializzato, infatti la parte dell’informazione da copiare non è presente sull’intero filamento di DNA, ma in una particolare zona; quindi, la trascrizione permette di selezionare (questo è il compito che svolge una particolare subunità proteica). È il processo di sintesi di molecole di RNA a partire dal DNA e ha luogo nel nucleo delle cellule eucariotiche o nel nucleoide delle cellule procariotiche. Le molecole di RNA prodotte possono essere l’RNA ribosomiale (rRNA), che è quello più facilmente trovabile e che costruisce i ribosomi, l’RNA messaggero (mRNA) e l’RNA transfer (tRNA), sono tutti coinvolti nella sintesi proteica. 11 L’unità ereditaria che viene trascritta prende il nome di gene, ovvero una regione del DNA che contiene l’informazione genetica; il gene è strutturato con una serie di sequenze dette promotori che indicano alla cellula l’area precisa nella quale trovare l’informazione. Esistono poi altre sequenze, dette regolatrici, che partecipano al controllo della trascrizione e rappresentano dei siti di legame per proteine regolatrici che influenzano positivamente la trascrizione. Le caratteristiche basilari della trascrizione sono identiche tra procarioti e eucarioti: i diversi tipi di RNA vengono elaborati a partire da un filamento di DNA, che agisce da stampo con la formazione di un filamento a RNA; quindi, con la sintesi dell’RNA, pur cambiando la forma chimica, l’informazione viene scritta con lo stesso “linguaggio”. La trascrizione è effettuata dall’enzima RNA polimerasi che copia in direzione 5’-3’ il filamento di DNA stampo. Sia nei procarioti che negli eucarioti, l’RNA polimerasi si lega inizialmente al promotore di un gene, che l’enzima riconosce come punto d’inizio della trascrizione. La trascrizione vera e propria inizia dopo il promotore: l’enzima RNA polimerasi despiralizza e apre la doppia elica di DNA e catalizza la sintesi di RNA, legando con un legame fosfodiesterico i ribonucleotidi. In questo processo viene copiato in forma complementare uno solo dei due filamenti di DNA. Quando ha copiato tutto il gene, l’enzima trova una particolare sequenza di basi (terminatore), che segnala la fine del gene stesso e quindi della sintesi. Si ha quindi il distacco della RNA polimerasi dal gene e dalla molecola di RNA appena sintetizzata; il DNA si richiude e ritorna in forma spiralizzata. Nei procarioti l’RNA polimerasi è unica, trascrive tutti i geni e richiede una subunità per poter riconoscere la sequenza del promotore in modo efficace. Se questa subunità non ci fosse, l’enzima trascriverebbe a caso. Negli eucarioti esistono tre diverse forme di RNA polimerasi che sintetizzano i vari RNA: polimerasi I, polimerasi II e polimerasi III. Maturazione degli mRNA. Nei procarioti l’mRNA appena sintetizzato viene tradotto in proteina. Negli eucarioti la sintesi di RNA avviene nel nucleo e la sintesi delle proteine nel citoplasma. Inoltre l’mRNA viene trascritto come precursore (RNA eterogeneo o hnRNA) e successivamente modificato per generare una molecola di mRNA maturo. Il processo di maturazione dell’mRNA eucariotico consiste in: • Aggiunta di un cappuccio all’estremità 5’ della molecola di mRNA neosintetizzata. Il cap 5' rappresenta un nucleotide modificato, ovvero una guanosina che è stata metilata nella posizione 7 dell'anello purinico, posta in orientamento opposto rispetto agli altri nucleotidi, in quanto il legame che la unisce all'estremità 5' della molecola di RNA è un legame 5'-5', invece del normale legame 3'-5'. Il cap 5' dà stabilità all'mRNA, proteggendo la molecola dalla degradazione da parte delle nucleasi citoplasmatiche che agiscono al 5' delle molecole di RNA stessa. Questa protezione consente all'mRNA di arrivare intatto al citoplasma per produrre la relativa proteina. Permette inoltre di posizionare correttamente I'mRNA sul ribosoma per l'inizio della traduzione e di determinare la corretta uscita dell'm RNA maturo dal nucleo. • Aggiunta di una coda di poli(A) all’estremità 3’ dell’mRNA (poliadenilazione). La coda di poli(A) è una sequenza di nucleotidi che contengono adenina sintetizzata dall'enzima poli(A) polimerasi, che catalizza l'aggiunta di tale sequenza all'mRNA senza richiedere uno stampo di DNA. Anche la 12 poli(A) serve a proteggere I'mRNA dall'attacco della nucleasi e svolge un importante ruolo nell'esportazione dell'mRNA dal nucleo al citoplasma. • Infine lo splicing o rimozione degli introni, è un processo che consiste nella rimozione di tutte le sequenze non codificanti e la consecutiva saldatura di tutti gli esoni. La rimozione deve essere molto precisa poiché un errore cambierebbe la cornice di lettura dell'mRNA rendendolo inutilizzabile. Tutti gli introni contengono brevissime sequenze Iniziali e terminali (GU-AG) che servono da segnale di rimozione. Il processo di rimozione dell'introne è effettuato dallo spliceosoma, un grande complesso costituito da diverse subunità. Il tRNA presenta un braccio amminoacidico che lega l’amminoacido all’estremità 3’ OH, un braccio per l’aggancio al ribosoma, un braccio di legame con l’enzima e un anticodone. Traduzione. È il processo tramite il quale diversi amminoacidi vengono uniti per formare la struttura primaria di una nuova proteina, seguendo le istruzioni contenute in un filamento di RNA messaggero. L’estremità 5’ dell’mRNA contiene un sito di legame per il ribosoma. Prima dell’estremità 3’ una regione dell’mRNA funziona da sequenza di amminoacidi di un polipeptide. Questa sequenza comprende una serie di codoni: il codone d’inizio, AUG, e tre codoni di stop, UAA,UAG e UGA che segnano la fine della traduzione. Oltre le molecole di mRNA, la traduzione richiede anche i ribosomi (strutture formate da due subunità contenenti ciascuna molecole di RNA ribosomiale), siti della sintesi proteica, le molecole di tRNA, che allineano gli amminoacidi nell’ordine corretto lungo lo stampo di RNA e quindi fungono da traduttori del linguaggio degli acidi nucleici. I ribosomi permettono la formazione di legami peptidici che uniscono gli amminoacidi a formare il polipeptide. Hanno anche la funzione di mantenere l’ordine spaziale in modo che codone e anticodone si possano appaiare senza errori. Nella struttura del ribosoma si distinguono quattro siti: i siti di legame per l’mRNA, il sito A (amminoacidico) che accoglie il tRNA con l’amminoacido da aggiungere alla catena, il sito P (peptidico) che sorregge il tRNA che trasporta la catena polipeptidica in allungamento e il sito E (exit). L’ordine è E, P e A. La traduzione è un processo a tappe sequenziali distinto in inizio, allungamento e fine. È inoltre un processo che richiede il dispendio di molta energia, quindi di ATP e GTP. Nella fase d'inizio, I'mRNA si aggancia alla subunità minore del ribosoma in modo da posizionare la tripletta di inizio AUG nel sito P, quindi in modo che I'mRNA possa essere letto in modo corretto. Il legame che si crea con il ribosoma è facilitato dalla presenza di una corta sequenza localizzata in prossimità della sua estremità 5’, detta sequenza di Shine-Dalgarno. A questo punto un tRNA specifico (iniziatore), riconosce il codone di inizio AUG nell'mRNA e si lega ad esso. Questo stadio si completa quando anche la subunità maggiore del ribosoma si associa a quella minore in un complesso funzionale, detto complesso d'inizio. Questo complesso richiede l'intervento di proteine specifiche chiamate fattori di inizio della traduzione. Il codone successivo all'AUG si collocherà nel sito A. In genere, il codone d'inizio dell'mRNA dei procarioti è: (5’) AUG (3') ed è complementare all'anticodone (3’) UAC (5’) del tRNA. Questo fa sì che il primo amminoacido sintetizzato di una qualsiasi catena polipeptidica sia l'amminoacido formilmetionina (fMet). La fase di allungamento comprende il legame di gruppi di amminoacil-tRNA, la formazione di legami peptidici a opera della peptidil-transferasi, un rRNA con funzione catalitica (ribozina), presente nella subunità, maggiore del ribosoma, e la traslocazione del ribosoma in direzione 5'-3' sull'mRNA. In questa fase un tRNA con anticodone complementare al codone dell'mRNA nel sito A, reca il suo