Dna: studi e struttura

Materie:Appunti
Categoria:Biologia

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Testo

ACIDI NUCLEICI
Cellula e organismo = espressione del PATRIMONIO GENETICO (diverso in ogni organismo)
contenuto nei CROMOSOMI

- contenuti nel NUCLEO
- costituiti da PROTEINE e ACIDI NUCLEICI
ACIDI NUCLEICI > costituiti da unità fondamentali = NUCLEOTIDI (4 tipi differenti)
RICERCHE E SCOPERTA DEL DNA E DELLE SUE FUNZIONI
Fine ‘800 → si riteneva che le proteine, in quanto molto varie (e quindi combinabili in infinite combinazioni), fossero responsabili delle informazioni genetiche
1869 → MIESCHER→ separazione degli acidi nucleici da altre componenti cellulari

sostanza bianca chiamata NUCLEINA
1914 → FULGEN → colorazione dei cromosomi (solo ACIDO NUCLEICO non proteine)
Individuazione del DNA in tutte le cellule
1920 → LEVENE → struttura chimica del DNA
ACIDO NUCLEICO = polimero → NUCLEOTIDI = monomeri
ACIDO FOSFORICO + ZUCCHERO + BASE AZOTATA
(Ribosio o Desossiribosio)
Elementi chimici presenti in queste molecole
H (idrogeno) – C (carbonio) – O (ossigeno) – N (azoto) – P (fosforo)
Zucchero
DNA → desossiribosio → acido desossiribonucleico
RNA (e tutti i derivati) → ribosio → acido ribonucleico
BASI AZOTATE = elementi che caratterizzano i 4 tipi di nucleotidi
- PURINE → ADENINA
GUANINA
- PIRIMIDINE → CITOSINA
TIMINA
1928 → GRIFFITH → esperimento sui PNEUMOCOCCHI (studiando vaccino per poliomielite)
- iniezione di batteri CAPSULATI (virulenti) → topo morto
- iniezione di batteri NON CAPSULATI (innocui)→ topo vivo
- iniezione di batteri CAPSULATI trattati con CALORE (morti) → topo morto
- iniezione di batteri CAPSULATI trattati con calore MESCOLATI a batteri NON CAPSULATI VIVI → topo morto

Sangue del topo → batteri CAPSULATI VIVI

i batteri CAPSULATI MORTI
avevano trasferito informazioni
genetiche ai NON CAPSULATI
1943 → Analisi del FATTORE TRASFORMANTE → costituito da DNA → può essere trasferito da un battere all’altro
1952 → esperimento con BATTERIOFAGI T (virus che attaccano i batteri) di ESCHERICHIA COLI (uno dei più comuni batteri dell’intestino umano)
0 - Dna e proteine MARCATI con ISOTOPI RADIOATTIVI
32 P (fosforo) nel DNA
35 S (zolfo) nelle PROTEINE
1- INFEZIONE → virus viene a contatto con il battere
2- INOCULAZIONE →virus inietta DNA nella cellula che comincia a produrre altri virus
3- SEPARAZIONE → il battere viene separato dal resto → nel battere si trova la molecola che l’ha infettato
- battere infettato con DNA MARCATO è RADIOATTIVO
- battere infettato con PROTEINE MARCATE non è RADIOATTIVO
trasmissione RADIOATTIVITA’ è avvenuta attraverso il DNA → DNA è il PORTATORE delle INFORMAZIONI GENETICHE
MIRSKY → cellule somatiche dell’organismo contengono un quantitativo di DNA doppio rispetto ai gameti
CHARGAFF → in una specie la percentuale di A/T/G/C è caratteristica
% A = % T e % C = % G
WILKINS & FRANKLIN → diffrazione ai raggi x → il DNA presenta struttura ELICOIDALE
WATSON & CRICK → costruzione del modello del DNA servendosi delle informazioni raccolte fino a quel momento da altri scienziati
- DOPPIA ELICA
- Due montati dell’elica → molecole di ZUCCHERO alternate a gruppi FOSFATO
- Pioli perpendicolari → basi azotate
Ogni base forma un legame covalente con lo zucchero posta nel tratto di montante adiacente.
Le basi si incontrano sull’asse centrale e sono unite da legami idrogeno
- non c’è vincolo nella collocazione delle basi rispetto alla precedente e alla successiva

Distanza tra un nucleotide e l’altro = 0,34 nanometri
Giro completo = 3,4 nanometri → 10 nucleotidi
Rotazione di un nucleotide rispetto al precedente = 36 gradi
Spessore doppia elica =2 nanometri

non possono affacciarsi due purine o due pirimidine
l’accoppiamento deve essere necessariamente tra purina e pirimidina
Il legame idrogeno è possibile solamente tra
CITOSINA e GUANINA (tre legami idrogeno) e
ADENINA E TIMINA (due legami IDROGENO)
- eliche sono ANTIPARALLELE → una procede nel verso 5>3 e l’altra nel verso 3>5

REPLICAZIONE DEL DNA
1- molecola di DNA si apre lungo la linea mediana in un punto detto punto di origine (la duplicazione inizia sempre da una specifica sequenza di nucleotidi)
La reazione è catalizzata dall’enzima ELICASI che spezza i legami idrogeno tra le basi azotate
2- alcune proteine si attaccano ai singoli filamenti per mantenere staccate le due eliche
3- sintesi del nuovo filamento →nucleotidi presenti nella cellula si attaccano ai filamenti del DNA parentale costruendone la parte speculare
Zona di sintesi = BOLLA DI DUPLICAZIONE
Zona in cui i vecchi filamenti vengono separati e stanno per essere sintetizzati quelli nuovi = FORCELLA DI DUPLICAZIONE

DUPLICAZIONE BIDIREZIONALE

La duplicazione del DNA è detta SEMI-CONSERVATIVA
Frammenti di Okazaki e telomeri
Ogni filamento in via di formazione può aggiungere nuovi nucleotidi soltanto in
direzione da 5’ e 3’

- il filamento complementare al filamento stampo che ha direzione da 3’ a 5’ si allunga in maniera continua senza interruzioni (filamento guida)
- l’altro filamento, (filamento in ritardo), appaiandosi ad un filamento a partire dalla sua estremità 5’ viene sintetizzato in modo discontinuo sotto forma di singoli segmenti assemblati in direzione da 5’ a 3’ e poi collegati tra loro grazie all’enzima DNA-LIGASI
I segmenti che si formano vengono detti FRAMMENTI DI OKAZAKI
Nei cromosomi eucarioti la DNA-polimerasi non è in grado di completare la sintesi dell’ultimo frammento di okazaki N il cromosoma perderebbe quindi una parte MA a entrambe le estremità molti cromosomi possiedono brevi sequenze nucleotidiche ripetute numerose volte = TELOMERI → il cromosoma può replicarsi numerose volte prima di perdere il uso contenuto genetico e far morire la cellula in cui si trova.
→ le cellule muoiono prima dell’organismo in cui si trovano
Alcune cellule hanno trovato il modo di risintetizzare il DNA telomerico perso durante la duplicazione → l’enizma che permette questa sintesi è detto TELOMERASI

Esempio



  



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