IL DNA lezione parte 1

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELLA FORMAZIONE PRIMARIA
LEZIONE PRIMA PARTE
Dott.ssa A. Fiarè
IL DNA (ACIDO DESOSSIRIBONUCLEICO) E’
UN ACIDO NUCLEICO DEFINITO
POLINUCLEOTIDE, IN QUANTO E’ UNA
MOLECOLA FORMATA DALL’ UNIONE DI
NUMEROSISSIME UNITA’ SEMPLICI DETTE
NUCLEOTIDI
IL NUCLEOTIDE E’ FORMATO DA:
UNA BASE AZOTATA
UN ZUCCHERO PENTOSO
UN RADICALE FOSFORICO
I composti costituiti da una molecola di
PENTOSO e da una BASE AZOTATA prendono
il nome di NUCLEOSIDI
LE BASI AZOTATI
LE BASI AZOTATE APPARTENGONO A DUE
CATEGORIE:
1) PIRIMIDINCHE
TIMINA (T); CITOSINA (C);
URACILE (U)
2) PURINICHE
ADENINA (A); GUANINA (G)
IL DNA RISULTA FORMATO DA DUE
FILAMENTI POLINUCLEOTIDICI ANTIPARALLELI
FRA LORO E AVVOLTI SECONDO IL PASSO DI
UNA DOPPIA ELICA
LA SCOPERTA DELLA STRAORDINARIA STRUTTURA
SPAZIALE
DEL DNA DOVUTA A JAMES DEWEY WATSON E
FRANCIS CRICK (1953) HA PERMESSO UN RAPIDO
AVANZAMENTO NELLE CONOSCENZE DI GENETICA
MOLECOLARE
L’EREDITARIETA’ USA SCALE A PIOLI
Nel 1953, due scienziati, elaborarono il modello della
struttura molecolare del DNA
Modello di J.D. Watson e di
F. Crick (Premio Nobel per la
Medicina nel 1962)
“Il DNA è una doppia elica”
NELLA DOPPIA ELICA I DUE FILAMENTI CHE SI
AVVOLGONO IN GIRI DESTROSI SONO COSTITUITI DA
CATENE RIBOSIO-FOSFATO ORIENTATE IN DIREZIONE
INVERSE (5’-3’ l’una, 3’-5’ l’altra);
TALI FILAMENTI ESTERNI SONO DETTI “SCHELETRI” E
COSTITUISCONO LA PORZIONE INVARIABILE DEL DNA.
I FILAMENTI SONO MANTENUTI A REGOLARE DISTANZA
TRA LORO (20 Angstrom) DA BASI AZOTATE CHE
SPORGONO DAGLI SCHELETRI VERSO IL CENTRO DELLA
DOPPIA ELICA.
TALI BASI, UNA FILA PER SCHELETRO, SI COLLEGANO FRA
LORO CON LEGAMI A PONTE DI IDROGENO,
MANTENENDO QUINDI INSIEME LE DUE META’ DEL DNA
PER MOTIVI STEREOCHIMICI, AL CENTRO DELLA DOPPIA ELICA LA
BASE
A
PUÒ COLLEGARSI SOLO CON T, E QUELLA C SOLO CON G,
IN TAL MODO SI MANTIENE IL DIAMETRO DI 20 A DEL DNA
L’ APPAIAMENTO OBBLIGATORIO DELLE BASI
AZOTATE
A
T
C
G
RENDE I DUE FILAMENTI COMPLEMENTARI:
SE UNO DI ESSI PRESENTA LA SEQUENZA C-T-AC-G, L’ALTRO NON POTRA’ CHE AVERE LA SEQUENZA
COMPLEMENTARE G-A-T-G-C
LA ROTTURA DEI LEGAMI TRA LE BASI AZOTATE,
CHE SI ATTUA IN CERTE FASI DEL CICLO
CELLULARE, PERMETTE AI DUE FILAMENTI DI
DNA DI SEPARARSI E DI COSTRUIRE CIASCUNO
NUOVI POLINUCLEOTIDI (DUPLICAZIONE)
PER LA SUA STRUTTURA A DOPPIO FILAMENTO
CON BASI COMPLEMENTARI, IL DNA E’ L’UNICA
MOLECOLA DELL’ ORGANISMO IN GRADO DI
DUPLICARE SE STESSA CON L’AIUTO DI
PARTICOLARI ENZIMI (DNA-polimerasi )
UN FILAMENTO QUINDI COSTITUISCE UNA SORTA DI
STAMPO PER L’ ALTRO:
LA DOPPIA ELICA, APRENDOSI, SEPARA I DUE “VECCHI”
FILAMENTI, CIASCUNO DEI QUALI FUNGE DA STAMPO PER LA
COSTRUZIONE DI UN NUOVO FILAMENTO CHE RISULTA
IDENTICO A QUELLO VECCHIO COMPLEMENTARE.
SI GENERANO DUE MOLECOLE DI DNA EGUALI FRA DI LORO E
ALLA MOLECOLA DI PARTENZA, E COSTITUITE CIASCUNA DA
UN VECCHIO E DA UN NUOVO FILAMENTO
QUESTA POSSIBILITA’ DI AUTOREDUPLICAZIONE DEL DNA E’
DETTA DI TIPO SEMICONSERVATIVO
LA MOLECOLA DI DNA SI TRASMETTE INALTERATA DA UNA
GENERAZIONE ALL’ ALTRA
CONTIENE LA MEMORIA (CODIFICARE) DELLE PIU’
IMPORTANTI E SPECIFICHE MOLECOLE CELLULARI, LE
PROTEINE, CHE NON SONO IN GRADO DI AUTO DUPLICARSI
Ogni organismo infatti e’ caratterizzato da una propria
costituzione proteica (enzimi e proteine che differiscono tra una
specie e l’altra)
Esse vengono riprodotte fedelmente nelle cellule di una medesima
specie
E’ RESPONSABILE DELLA TRASMISSIONE DEI CARATTERI
EREDITARI IN UN CODICE COSTITUITO DALLA SEQUENZA
DELLE BASI
E’ IN GRADO DI TRASMETTERSI INALTERATO DA UNA
GENERAZIONE CELLULARE ALL’ALTRA NEL CORSO DELLA
DIVISIONE
NEL NUCLEO DEGLI EUCARIOTI IL DNA E’ SEMPRE ASSOCIATO A
PROTEINE, LE PIU’ STABILI DELLE QUALI SONO GLI ISTONI
H1, H2 A, H2 B, H3, H4
CON QUESTE PROTEINE IL DNA FORMA STUTTURE CARATTERISTICHE
GRANULARI, NOTE CON IL NOME DI NUCLEOSOMI
GLI ISTONI STRETTAMENTE ASSOCIATI AL DNA DELLA
CROMATINA ( E DEI CROMOSOMI NEL CORSO DELLA MITOSI) SONO
ANCHE FACILMENTE ESTRAIBILI
LE PROTEINE NON ISTONICHE SONO TUTTE LE
PROTEINE ASSOCIATE AL DNA AD ECCEZIONE DEGLI
ISTONI.
SONO ETEROGENEE E LEGATE POCO STABILBEMTE AL
DNA.
HANNO FUNZIONE STRUTTURALE NELLA FORMAZIONE
DEI CROMOSOMI, OPPURE SONO ENZIMI COINVOLTI
NELLA SINTESI E TRASRIZIONE DEL DNA
NUCLEOSOMA, LA CUI SCOPERTA RISALE
AL1974, È L'UNITÀ DI STRUTTURAZIONE
FONDAMENTALE DELLA CROMATINA ED
È COSTITUITO DAGLI ISTONI.
HA LA FORMA DI UNA PICCOLA SFERA E
SERVE A COMPATTARE IL DNA IN UNA
CELLULAEUCARIOTA.
La cromatina rappresenta la forma in cui gli acidi
nucleici si trovano nel nucleo di una cellula eucariotica .
La cromatina è formata da acido desossiribonucleico,
DNA, avvolto su gruppi di proteine dette istoni
(proteine basiche), formando un nucleosoma, e da
proteine non-istoniche (proteine neutre o acide); essa è
poi ripiegata in vario modo.
Esistono infatti diversi livelli di organizzazione della
cromatina:
Differenti livelli di condensazione del DNA:
1)DNA doppia elica
2) Cromatina: filo di DNA con istoni “filo a
collana di perla” .
In questo stadio il DNA è avvolto attorno
nucleosomi, senza ulteriori ripiegamenti;
(3) Cromatina condensata durante l‘nterfase
(4) Cromatina condensata durante la profase
(sono presenti due copie di molecole di
DNA)
(5) Cromosoma durante la metafase.
Ottamero istonico
DNA
MA COME E’ ORGANIZZATO IL DNA NEI CROMOSOMI?