DNA - "Giovanni Penna"

Prof.ssa Gamba Sabrina
Lezione 7:
IL DNA
Duplicazione e sintesi delle proteine
concetti chiave della lezione
• Costituzione fisico-chimica del DNA
• Basi azotate
• Duplicazione
• Concetto di geni
• Rna
• Trascrizione
• Traduzione
• Sintesi delle proteine
IL DNA
 La struttura fu descritta da J. Watson e F.
Crick, su studi effettuati da Rosalind Franklin,
nel 1953.
DNA = acido desossiribonucleico, formato da
sequenze di nucleotidi ( gruppo fosfato +
zucchero desossiribosio + base azotata).
 la struttura assomiglia a una scala a pioli
avvolta lungo l’asse longitudinale su se stessa:
le basi azotate sarebbero i pioli o scalini.
Scheletro DNA
LE BASI AZOTATE
• Sono molecole contenti anche azoto che
grazie a legami a IDROGENO si legano a coppie
a formare i pioli della scala del DNA.
• A (=adenina) si lega solo con T (=timina)
• C (=citosina) si lega solo con G (=guanina)
• La Timina nell’rna si chiama Uracile
Legami tra le basi azotate
DUPLICAZIONE = fotocopiatura del
DNA
• Quando una cellula deve dividersi nelle 2
cellule figlie, il DNA comincia ad aprirsi come
una cerniera lampo e a mano a mano che le
basi azotate si separano vengono ad attaccarsi
(grazie all’enzima DNA polimerasi) nuovi
nucleotidi liberi provenienti dal citoplasma.
• Si chiama Duplicazione conservativa poiché
mantiene un filamento originale a fianco di
quello nuovo.
Replicazione del DNA
TRASCRIZIONE
• LA FORMA, LA STRUTTURA, LE FUNZIONI VITALI,
ORMONI, ENZIMI, PIGMENTI ECC..SONO TUTTI
CON BASE PROTEICA.
• Le proteine (= geni o informazioni genetiche)
sono formate da sequenze precise e ordinate di
amminoacidi.
• Sul pianeta esistono venti amminoacidi.
• Le catene sono costruite seguendo le indicazioni
del DNA.
• Il DNA (lungo circa 2 m nell’essere umano) deve
rimanere rinchiuso e protetto nel nucleo).
Trascrizione rna messaggero
• Quando il DNA deve comunicare le
informazioni per produrre una proteina, copia
il gene su un filamento di rna che può uscire
dal nucleo.
• Il DNA si apre come una bolla dove occorre e
permette ai nucleotidi sparsi nel citoplasma di
entrare nel nucleo per incollarsi al filamento
attivo (l’altro filamento che è speculare porta
quindo altre informazioni che sono diverse e
non utili in quel momento).
• Il DNA va letto di 3 basi in 3 basi: cioè l’unità
base di lettura è formata da tre basi azotate
(dette triplette o codoni).
• 3 basi azotate forniscono quindi il nome di un
amminoacido.
• Dal nucleo uscirà un piccolo filamento di rna
messaggero che avrà l’informazione genetica
o gene così formata: una tripletta di START,
una sequenza di triplette per gli amminoacidi
e una tripletta di STOP.
Triplette
TRADUZIONE
• L’RNAm uscito dal nucleo porta l’informazione
al ribosoma ( che è formato da rna detto
ribosomiale) per la sua lettura o traduzione.
• I ribosomi si trovano sul reticolo
endoplasmatico ma anche in giro nel
citoplasma.
• Il filamento si infila nel ribosoma come un
hotdog e inizia la lettura dalla tripletta di start
fino a quella di stop.
• Mano a mano che le triplette danno il nome di un
amminoacido, il ribosoma richiama un aiutante di
trasporto, l’RNA di Trasporto, perché vada a
prelevare nel citoplasma l’amminoacido
corrispondente e lo porti al ribosoma per
attaccarlo in sequenza agli altri.
• Arrivati al segnale di stop la catena di
amminoacidi (= proteina) si stacca e viene usata
dove serve.
• L’rnaT è fatto come una croce su cui può
attaccarsi un solo tipo di amminoacido: ne
esistono quindi tante varietà quante sono le
triplette che codificano gli amminoacidi.
CONCLUSIONI
IL DNA E’:
• RIDONDANTE: cioè molte triplette o codini sono
sinonimi, cioè codificano per un solo
amminoacido.
• NON AMBIGUO: cioè anche se un amminoacido
può essere codificato da più triplette, una
tripletta non potrà mai codificare per più
amminoacidi.
• UNIVERSALE: queste regole valgono per tutti gli
esseri viventi del pianeta e gli amminoacidi sono
codificati dalle stesse triplette in ogni essere.
Alcuni numeri..
• Il DNA è una delle molecole meno reattive e
chimicamente più inerti del mondo vivente,
per questo motivo è possibile recuperarla
anche da macchie di sangue o di sperma
ormai essicate o da ossa di neandertaliani!
Lunghezza del DNA in una singola cellula:
circa 2 metri
• Numero di lettere in codice contenute in quei
2 metri di DNA:
3,2 miliardi, ovvero:
103.480.000.000
• possibili combinazioni, che garantiscono la
nostra unicità come singoli individui.
• Lunghezza di tutto il DNA contenuto nelle
cellule di un essere umano:
20 milioni di chilometri
• Di quante "lettere" è composto l'alfabeto del
DNA?
solo 4 componenti chimici, che sono:
adenina, guanina, citosina, timina
• Percentuale di sequenze del DNA che si ritiene
non servano a nulla (detto DNA spazzatura)
97%
• Il DNA si replica con estrema accuratezza, ma
ogni tanto una lettera finisce nel posto sbagliato.
Di solito questi "errori" sono sepolti nelle
porzioni di DNA non codificante (la famosa
"spazzatura), ma in altri casi possono
rappresentare una predisposizione per una
malattia oppure conferire un certo vantaggio.
• Numero di volte che avviene un errore di
trascrizione:
1 volta su 1 milione
• Percentuale di geni umani che sono
fondamentalmente uguali a quelli di un
moscerino (Drosofila):
60%
• ...e che sono uguali a quelli di un topo:
90 %
• Numero di funzioni chimiche che avvengono
in una banana e che sono uguali a quelle che
avvengono in un organismo umano:
50 %