DUPLICAZIONEdel DNA
DUPLICAZIONEdel DNA
Modello di Watson-CrickModello di Watson-Crick
1. molecola composta da due catene di nucleotidi
2. le due catene si avvolgono a spirale intorno ad un asse centrale formando una doppia elica destrorsa (senso orario discendente)
3. lo scheletro Zucchero-fosfato-zucchero e’ situato all’esterno della molecola con le basi rivolte verso l’esterno
4. Le basi sono quasi perpendicolari all’asse della molecola, impilate una sull’altra
5. le due catene sono tenute insieme da legami idrogeno
Modello di Watson-CrickModello di Watson-Crick
6. La pirimidina di una catena è sempre accoppiata alla purina di un’altra catena (C=G ; A=T)
7. Le due catene formate dalla doppia elica corrono in direzioni opposte (antiparallele)
8. L’avvolgimento del DNA genera 2 solchi di grandezza differente (solco maggiore e solco minore).
9. La doppia elica forma un giro completo ogni 10 basi (3,4 nm)
10.Le due catene sono fra loro complementari
Modello di Watson-CrickModello di Watson-Crick
Importanza del modello di Watson-Crick
1. DEPOSITO DELL’INFORMAZIONE GENETICA
2. AUTOREPLICAZIONE ED EREDITARIETA’3. ESPRESSIONE DEL MESSAGGIO GENETICO
°°°°°°°°°°°°°°°°°°1. e 2. si basano sulla stabilità del DNA e sulla capacità di una catena di servire da stampo per la costruzione di una nuova catena di DNA
3. Si basa sull’organizzazione del DNA in GENI in regioni di controllo; trascritte/tradotte; terminazione
DUPLICAZIONE del DNADUPLICAZIONE del DNA
La duplicazione del DNA avviene nella fase S del ciclo cellulare
G1………S………G2………M………G1………S………G2………M………
4n
2n
1n
MITOSI
G1
G0
S
G2
M
DUPLICAZIONE del DNADUPLICAZIONE del DNA
La duplicazione del DNA avviene nella fase S del ciclo cellulare
G1………S………G2………M1..…M2………XX………S………M………S..
4n
2n
1n
MEIOSI
e FECONDAZIONE
FECONDAZIONE G1
G0
S
G2
M1/M2
REPLICAZIONE SEMICONSERVATIVA
I due filamenti parentali si separano e ciascuno serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento figlio mediante accoppiamento di basi
X no!X no!
X no!X no!
ORIGINE DI REPLICAZIONE
porzione di circa 250 bp con sito di attacco per le proteine necessarie ad iniziare la replicazione e consentono l’accesso all’elicasi
Si attivano una sola volta ad ogni ciclo cellulare (fase S)
Si attivano in successione in regioni variabili del genoma
Le topoisomerasi sono enzimi che catalizzano la rottura e la riunione reversibile dei filamenti di DNA parentale
Tipo I taglia un solo filamentoTipo II taglia entrambi i filamenti
DNA POLIMERASI
1.Sintetizzano il DNA solo in direzione
5’--> 3’aggiungendo dNTP al
gruppo idrossile in 3’ di una catena in crescita
2.Funzionano solo su uno stampo di DNA
3.Aggiungono un nuovo dNTP soltanto ad un filamento “PRIMER” preformato che forma legami idrogeno con lo stampo
DNA POLIMERASI
Le DNA polimerasi non possono iniziare la sintesi di DNA partendo da dNTP liberi
“PRIMER”
Il primer viene sintetizzato da una RNA polimerasi che non necessita di primers
DNA POLIMERASI
BATTERI : TIPO ITIPO IITIPO III
---------------------------------------EUCARIOTI : α
β γ --> Mitocondriale δ ε
DNA POLIMERASI
DNA polimerasi α, δ, ε attive in cellule in divisione/replicazione
°°°°°°°°°°°°°°
DNA polimerasi β sempre attiva sia in cellule quiescenti che in divisione
ha un ruolo nella riparazione dei danni al DNA
DNA POLIMERASI
ATTIVITA’ di “PROOFREADING” delle DNA polimerasi
durante l’allungamento la DNA polimerasi si destabilizza con una mutazione
TAGCGTG……ATCGCGCTGATAGATGCTGGTGATGATGGGGATTTTATATATAATATATAAGGA…
La DNA polimerasi torna indietro (3’-->5’) con ATTIVITA’ ESONUCLEASICArimuove le basi errate sostituendole con le basi corrette (perdita del 3xfosfato in 5’)
DNA POLIMERASI
FEDELTA’ della REPLICAZIONE - le DNA polimerasi possono riparare errori o danni al DNA. Durante la sintesi le DNA pol α, ε (pol III nei batteri) vedono le mutazioni e le riparano
TAGCG GACTATC……ATCGCGCTGATAGATGCTGGTGATGATGGGGATTTTATATATAATATATAAGGA…
Il loop viene riconosciuto e rimosso dalla DNA pol ε
T
DNA doppia catena antiparallela
X
la DNA polimerasi non puo’sintetizzare il secondo filamentoche corre in direzione oppostaperche’ non puo’ andare in 3’-->5’X
Generazione del:
FILAMENTO LEADERsintetizzato in modo
continuo dallaDNA pol in direzione 5’-->3’
FILAMENTO RITARDATOsintetizzato tramite iFRAMMENTI DI OKASAKIin modo discontinuo e
successivamente uniti tra loro
La Primasi (batteri) o la DNA pol α/primasi (eucarioti),
enzima che sintetizza brevi frammenti di RNA complementari allo stampo del filamento ritardato sulla forcella di replicazione
Fornisce il “primer” di innesco per la DNA pol δ che forma il frammento di Okasaki
il primer deve essere rimosso e sostituito
La rimozione e sostituzione del primer e’ operata:- nei batteri --> dalla RNAsi H- negli eucarioti --> dalla azione
RNAsica delle DNA polimerasi Attivita’ 5’-3’ ESONUCLEASICAIl primer viene eliminato e la parte di RNA rimossa viene riempita dall’azione riparatrice della DNA pol δ (DNA pol III nei batteri)
Al termine i frammenti di Okasaki contigui formatesi sul filamento ritardato
Vengono legati utilizzando ATP dalla
DNA LIGASI
TELOMERASIAggiungono i “telomeri” alle estremita’ dei cromosomi
Agiscono senza stampo di DNA
La Telomerasi e’ unaTrascrittasi inversaSintetizza DNA da uno stampo di RNA contenutonell’enzima (coenzima) complementare ai telomeri
Filmati sulla replicazione del DNA(ed altro) alla pagina:
http://www.wehi.edu.au/wehi-tv/dna/
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