Il DNA di una cellula contiene le istruzioni per ogni proteina che può costruire, ma il macchinario che costruisce davvero le proteine — il ribosoma — si trova fuori dal nucleo, e il DNA stesso non lo lascia mai. Portare un'istruzione dall'archivio al reparto produzione richiede un passaggio intermedio: trascrivere il gene in una copia di lavoro usa e getta, e poi leggere quella copia per assemblare la proteina.
Trascrizione: copiare un gene, non l'intero libro
La trascrizione è il processo di copiatura della sequenza di DNA di un singolo gene in una molecola chiamata RNA messaggero, o mRNA, realizzato da un enzima chiamato RNA polimerasi che legge il filamento stampo di DNA e costruisce un filamento di RNA complementare una base alla volta. Viene trascritta solo la sezione di DNA che copre il gene effettivamente espresso — non l'intero cromosoma — il che fa parte di come una cellula controlla quali proteine produce in un dato momento, dato che una cellula della pelle e un neurone portano DNA identico ma trascrivono insiemi di geni quasi completamente diversi. Nelle cellule dotate di nucleo, l'mRNA completato viene processato e modificato prima di poter uscire nel citoplasma, dove i ribosomi attendono.
Traduzione: leggere la copia tre lettere alla volta, poi scartarla
La traduzione è il momento in cui un ribosoma legge la sequenza dell'mRNA tre basi alla volta — ogni tripletta chiamata codone — e abbina ogni codone a uno specifico amminoacido, usando molecole di RNA di trasporto come adattatori che portano fisicamente l'amminoacido giusto al codone giusto. Il ribosoma unisce gli amminoacidi nell'ordine specificato dai codoni, producendo una catena che si ripiega in una proteina funzionale. Una volta che una molecola di mRNA è stata tradotta, spesso più volte da più ribosomi in successione, gli enzimi cellulari la degradano di nuovo — è una copia di lavoro, non un archivio permanente, e produrne una nuova ogni volta che una proteina deve essere prodotta di nuovo fa parte di come la cellula mantiene il controllo su quanto di una data proteina viene effettivamente prodotto.
Su cosa non abbiamo ancora le idee chiare
I meccanismi centrali di trascrizione e traduzione sono tra i processi più solidamente confermati della biologia, replicati in una gamma enorme di organismi, ma la regolazione che vi si sovrappone — esattamente quali geni vengono trascritti, con quale intensità e in quale sequenza, in risposta a un determinato segnale all'interno di un dato tipo cellulare — è ancora un'area di ricerca attiva e solo parzialmente mappata. Una quota significativa del genoma umano non codifica affatto per proteine, e ciò che gran parte di quell'RNA non codificante fa effettivamente per regolare questo processo è una domanda viva e genuinamente irrisolta della biologia molecolare, non una nota a piè di pagina con una risposta nota.
Questo argomento fa parte di Trascrizione e traduzione, uno degli otto argomenti di Genetica, uno dei sei domini di Biologia, una delle diciassette materie su cui l'app può interrogarti.