Cos'è il sistema Ubiquitin?
L'ubiquitina è un tipo di proteina presente nelle cellule eucariotiche. Le cellule eucariotiche hanno un nucleo cellulare e si trovano nell'uomo, negli animali, nelle piante e nei funghi. All'interno delle cellule, le proteine vengono continuamente sintetizzate e scomposte o degradate e il sistema ubiquitina aiuta a regolare questo ricambio proteico. L'ubiquitina si attacca a quelle proteine che devono essere degradate, tagliandole efficacemente. Quindi le proteine vengono portate in una struttura chiamata proteasoma in cui avviene la degradazione.
Le proteine sono costituite da unità chiamate amminoacidi e 76 amminoacidi formano la piccola proteina ubiquitina. La sequenza di questi aminoacidi non cambia molto nei diversi organismi, quindi l'ubiquitina di lievito e l'ubiquitina umana contengono solo circa tre differenze di sequenza. L'ubiquitina prende il nome dalla parola onnipresente, che si riferisce a qualcosa che si trova ovunque. In linea con il suo nome, l'ubiquitina non si limita a una parte della cellula ma è presente ovunque. Il sistema dell'ubiquitina è coinvolto in molti processi cellulari in cui si verificano modificazioni proteiche, tra cui la crescita, la divisione e la morte delle cellule, nonché la copia e la riparazione del DNA.
Prima che il sistema ubiquitin possa iniziare a funzionare, ubiquitin deve essere attivato. Questo passaggio richiede energia sotto forma di adenosina trifosfato (ATP), una struttura che trasporta energia chimica all'interno della cellula. L'energia è necessaria per consentire a un enzima chiamato E1 di attivare l'ubiquitina.
Successivamente, altri due enzimi del sistema dell'ubiquitina, noti come E2 ed E3, agiscono insieme per attaccare l'ubiquitina alla proteina bersaglio. Si ritiene che anche l'E3 aiuti a identificare la proteina e che una o più molecole di ubiquitina possano essere attaccate ad essa. Il segnale che segna una proteina per il riconoscimento da parte del sistema ubiquitina non è noto, sebbene gli scienziati ritengano che alcuni aminoacidi possano essere responsabili, alcuni dei quali potrebbero rimanere nascosti a meno che la proteina non si dispieghi o partecipi a una reazione.
Infine, la proteina con il suo tag ubiquitina viene trasferita in un proteasoma per essere degradata. Alcuni scienziati ritengono che l'ubiquitina aiuti a mantenere le proteine attaccate al proteasoma mentre si verifica la degradazione, impedendole di staccarsi troppo presto. I proteasomi sono macchine cilindriche che degradano le proteine costituite da una pila di anelli. Gli anelli ad ogni estremità del cilindro sono inattivi mentre gli anelli centrali sono attivi e racchiudono una camera in cui le proteine vengono scomposte. I tappi su entrambe le estremità del cilindro si attaccano all'ubiquitina e dirigono le proteine nella camera per degradazione.