Il DNA - mcquadro

Il
DNA
Il DNA
 è una sostanza che si trova
in ogni cellula e contiene
tutte le informazioni sulla
forma e sulle funzioni di
ogni essere vivente: eppure
è una molecola
incredibilmente semplice.
COME È FATTO?
 Il DNA consiste in due lunghi filamenti,
intrecciati a spirale l'uno all'altro, come
una doppia elica (scoperta da James
Watson e Francis Crick nel 1953).
 Ogni filamento corrisponde ad una
catena di nucleotidi
Acido desossiribonucleico
 Ogni filamento è formato dalla
successione di 4 composti, chiamati "basi
del DNA" ed indicati con le sigle A, T, G,
e C.
Le basi azotate sono di
quattro tipi:
 Adenina (A)
 Guanina (G)
 Citosina (C)
 Timina (T)
 Le basi Adenina e Guanina
appartengono al gruppo di sostanze
chiamate purine,
 mentre Citosina e Timina appartengono
alle pirimidine.
Come possono tenersi
insieme i due filamenti?
 Perché ogni base in
un filamento è
accoppiata con (o
legata ad) una base
dell'altro filamento.
 La base A è sempre
accoppiata con la
base T, e C è
sempre accoppiata
con G.
 L'insieme di una base e di uno zuccherofosfato è detto nucleotide e costituisce il
singolo anello della lunga catena del
DNA
Un nucleotide è costituito dalla
combinazione di tre diverse
molecole:
 una base azotata,
 legata a uno zucchero con 5 atomi di
carbonio,
 a sua volta legato a un gruppo fosforico.
La struttura del DNA
Composizione chimica del
DNA.
 Le basi del DNA Adenina (A), Timina (T),
Guanina (G) e Citosina (C) sono legate
l'una all'altra attraverso uno zucchero (il
desossiribosio) ed un composto acido (il
fosfato).
Gene
 Una determinata sequenza di coppie di
basi azotate costituisce un gene;
 l'informazione in essa contenuta viene
interpretata secondo il codice genetico,
che stabilisce una corrispondenza tra
basi azotate e amminoacidi.
 In tal modo i geni regolano la sintesi delle
proteine.
 Nel DNA le due catene di
nucleotidi sono antiparallele
e complementari. Infatti,
data una determinata
sequenza in uno dei due
filamenti dell'elica, l'altra è
fissata automaticamente, in
quanto le basi si accoppiano
in modo complementare.
Replicazione
 La regola della
complementarietà è alla base
della trasmissione della vita.
 Ogni cellula, costruendo il
complementare di ogni
filamento di DNA, raddoppia il
proprio patrimonio genetico e,
quindi, lo suddivide nelle due
cellule-figlie.
Sintesi proteica
 La natura ha messo a punto un opportuno linguaggio
per conservare e scambiare le informazioni genetiche:
si tratta di un linguaggio basato su di un alfabeto a
quattro lettere, tante quante sono le basi presenti nella
molecola del DNA.
 Tutte le parole di questo linguaggio sono costituite da
tre lettere e vengono chiamate codoni;
 ogni codone identifica un amminoacido da utilizzare
nella sintesi proteica o un segnale di interruzione della
sintesi stessa.
 Il DNA è il responsabile di tutti i fenomeni di
evoluzione e differenziazione di ogni essere
vivente, dalla sua comparsa sulla terra.
 Non solo, ma alla capacità del DNA di
modificarsi per dare origine forme di vita
nuove, con migliori caratteristiche di
adattabilità all’ambiente esterno, è legata la
progressiva comparsa di nuove specie
all’ambiente esterno.
gene
 L’unità fondamentale dell’ereditarietà, il gene è
un frammento di DNA in grado di codificare un
prodotto specifico o, in generale, una o più
funzioni correlate
 Il processo di espressione genica per
assemblare la struttura amminoacidica di una
proteina avviene in due fasi coinvolgendo una
molecola di RNA messaggero (mRNA) quale
intermedio
RNA (Acido ribonucleico)
 Singolo filamento di nucleotidi
 Invece della Timina c’è l’Uracile
Trascrizione dell’RNA
Sintesi delle proteine
 Nella prima fase del processo di espressione del gene
(trascrizione) un enzima detto RNA polimerasi catalizza la
sintesi di una molecola mRNA usando il gene come modello;
 nella seconda fase, le informazioni contenute nella sequenza
dell’mRNA determinano la sintesi di uno polipeptide
(traduzione).
 Questa seconda fase richiede l’intervento dei ribosomi, in
corrispondenza dei quali avviene la sintesi proteica, e di
diverse molecole di RNA transfer (tRNA), che hanno il
compito di guidare gli amminoacidi nel processo di sintesi
secondo la sequenza imposta dall’mRNA.
Sintesi delle proteine
 Una volta che si è stabilito il ribosoma, le molecole di
tRNA che portano i primi due amminoacidi si legano al
complesso: a questo punto si ha la formazione del
legame peptidico.
 Allora il il ribosoma trasla verso il successivo codone
ed avviene il rilascio del tRNA del primo amminoacido
ed il contemporaneo attacco del terzo.
 Questo processo si ripete fino ad incontrare il codone
che segnala il termine della sintesi: a questo punto la
molecola mRNA si separa dal ribosoma.
Ribosomi e sintesi delle proteine