AAA-AAG
IL
AAC-AAT-AGA-AAA-AAC-ACA
CODICE
AGA-ACA-AAG-AAG-ATA
DELLA
AGG-AAA-ACC-ATA
VITA
DNA
Acido Desossiribo Nucleico
Nell'Aprile del 1953 (quindi solo 64 anni fa..)
James Watson e Francis Crick, in collaborazione
con Maurice Wilkins e Rosalind Frankiln,
pubblicarono sulla rivista Nature la scoperta
della struttura della molecola di DNA, la
sostanza di cui sono fatti i cromosomi (insieme a
una parte di proteine)
Crick
immagine rivista
La struttura del DNA è
costituita di due filamenti,
che si avvolgono l'uno
intorno all'altro assumendo
la forma di una doppia
elica.
La molecola di DNA contenuta
nel nucleo di ogni cellula è
lunga 1 m ed è spessa solo 2
nm. Ma la cellula che la
contine ha un diametro di soli
10 micron cioè è 100.000 volte
più piccola!!!
→ Questa lunghissima
molecola deve ripiegarsi
su se stessa e formare
strutture sempre più
complesse che siano
adatte a mantenerla compatta
Guardiamo il video per capire meglio → https://youtu.be/YBpHEELQiZ8
I filamenti del DNA sono formati da una sequenza di NUCLEOTIDI
detto anche gruppo fostato e indicato con la lettera P
che è il simbolo dell'elemento fosforo nella tavola periodica
Come sono legati tra di loro i nucleotidi per formare i filamenti?
→ esternamente, lungo i filamenti si legano lo zucchero e il gruppo
fosfato
→ internamente, tra i due filmenti si legano le basi azotate
complemetari A - T e G - C
FUNZIONI DEL DNA
→ Duplicazione
La molecola di DNA costruisce una copia identica
di se stessa in modo da trasmettere le
informazioni ereditarie da una cellula all'altra
durante le divisioni cellulari (mitosi o meiosi).
→ Sintesi delle proteine
Il gene è un segmento di DNA che contiene le
informazioni per la costruzione di una proteina.
La costruzione delle proteine avviene in due
passaggi, trascrizione e traduzione, grazie
all'azione di una molecola chiamata RNA.
COME AVVIENE LA DUPLICAZIONE?
(1) I due filamenti di DNA si separano, rompendo i
legami tra le basi azotate complementari.
Possiamo immaginare che il DNA si apra come
una cintura lampo.
(2) Nel nucleo della cellula,
in cui si trova il DNA, ci sono molti
nucleotidi liberi. Quando i filamenti
si aprono, i nucleotidi liberi si legano
alle basi azotate complementari del DNA.
Così si creano due nuovi filamenti
che vanno a formare due molecole
di DNA identiche alla prima.
COME AVVIENE
LA SINTESI DELLE PROTEINE?
Per rispondere a questa domanda dobbiamo prima introdurre tre
ingredienti importanti:
1) ricordare brevemente cosa sono le proteine e gli amminoacidi
2) sapere cos'è la molecola di RNA
3) sapere cosa vuol dire “codice genetico”
MEMO: COSA SONO LE PROTEINE?
Le proteine sono le molecole di cui sono fatti i muscoli, la
pelle, i capelli, i globuli rossi, gli anticorpi, gli enzimi....
Dal punto di vista chimico, le proteine sono lunghe catene di
amminoacidi. In natura esistono 20 tipi di amminoacidi diversi
COS'È LA MOLECOLA RNA?
RNA (acido ribonucleico) e DNA sono molto simili.
Le uniche differenze sono:
1. Il DNA ha due filamenti.
L'RNA ha un filamento.
2. Lo zucchero del DNA si chiama desossiribosio.
Lo zucchero nell'RNA si chiama ribosio.
3. Le basi azotate del DNA sono:
Adenina, Timina, Guanina, Citosina.
Le basi azotate dell'RNA sono:
Adenina, Uracile, Guanina, Citosina.
L'Uracile prende il posto della Timina,
le basi complementari sono A-U e C-G.
Esistono diversi tipi di RNA che hanno funzioni diverse che
vedremo durante la sintesi delle proteine.
COSA VUOL DIRE CODICE GENETICO?
Il “codice genetico” è la lingua in cui sono scritte le informazioni per
costruire le proteine nel DNA.
Ora sappiamo che il DNA è una lunga serie di basi azotate.
Quindi le lettere di questo codice sono quattro: A – T – C – G
Per capire qual è il codice segreto del DNA dobbiamo capire come fare a
scrivere le istruzioni per 20 amminoacidi diversi con 4 lettere...
QUALCHE IDEA ?
COSA VUOL DIRE CODICE GENETICO?
Il “codice genetico” è la lingua in cui sono scritte le informazioni per
costruire le proteine nel DNA.
Ora sappiamo che il DNA è una lunga serie di basi azotate.
Quindi le lettere di questo codice sono quattro: A – T – C – G
Per capire qual è il codice segreto del DNA dobbiamo capire come fare a
scrivere le istruzioni per 20 amminoacidi diversi con 4 lettere...
Possibili idee:
→ Ogni base azotata corrisponde ad un amminoacido.....
NO! In questo modo potrei scrivere solo 4 amminoacidi.
→ Ogni coppia di basi azotate corrisponde ad un amminoacido.....
NO! In questo modo avrei solo 4 x 4 = 16 combinazioni possibili che
ancora non bastano...
AA AG AT AC GA GG GT GC TA TG TT TC CA CG CT CC
le 16 combinazioni
COSA VUOL DIRE CODICE GENETICO?
Possibili idee:
→ Ogni terzetto di basi azotate corrisponde ad un amminoacido.....
I terzetti di basi azotate vengono chiamati “tripletti” o “codoni”
SI!
In questo modo ho 4 x 4 x 4 = 64
combinazioni diverse quindi
sono sufficienti per scrivere tutti gli
amminoacidi, anzi sono sovrabbondanti:
alcune triplette corrispondono allo stesso
amminoacido e ci sono tre tripette, dette
codoni di stop, che danno un segnale di
avvio o di termine allacostruzione della
proteina.
La corrispondenza tra una tripletta
di basi azotate e un amminoacido è
detta codice genetico ed è la stessa
per qualsiasi essere vivente!
AAA AAG AAT AAC AGA AGG AGT AGC ecc...
COME FUNZIONA LA SINTESI DELLE PROTEINE?
Ora possiamo capire
il significato
di questa immagine
che rappresenta
le varie fasi della
costruzione
di una proteina.
Ecco il link
a un video che ti aiuta
ancora meglio a capire
https://youtu.be/gG7uCskUOrA
NOTA:
il video è in inglese
ma non importa
capire l'audio, solo
guardare le immagini.
Infine questo è un link
a un programa per provare
a costruire le proteine
per gioco!
http://learn.genetics.utah.edu/con
tent/basics/transcribe/
COME FUNZIONA LA SINTESI DELLE PROTEINE?
TRASCRIZIONE : da DNA a RNA messaggero
Le istruzioni per costruire una proteina sono scritte in un pezzo di
DNA, chiamato gene. All'inizio, come durante la duplicazione, si
apre la piccola parte di DNA che corrisponde al gene.
Nel nucleo sono presenti nucleotidi liberi di RNA messaggero
(mRNA) che si avvicinano a un filamento aperto e si uniscono alle
basi complementari. In questo modo viene costruito un filamento
di RNA messaggero complementare al gene.
Questo processo si chiama trascrizione e avviene nel nucleo.
mRNA
COME FUNZIONA LA SINTESI DELLE PROTEINE?
TRADUZIONE : da RNA messaggero a proteina
L'mRNA appena costruito esce dal nucleo, entra nel citoplasma
e si lega a un ribosoma.
Il ribosoma “legge” la serie di basi azotate scritte nel mRNA.
Ad ogni tripletta di basi si aggancia una molecola
di RNA di trasporto (tRNA).
amminoacido
Il tRNA è fatto da due parti: da una lato c'è una
tripletta di basi azotate e dall'altra parte c'è
l'amminoacido che corrisponde a quella tripletta
secondo il codice genetico universale.
Ogni molecola di tRNA che si aggancia
alle basi complementari dell'mRNA
porta con sè un amminoacido.
In questo modo i vari amminoacidi
trasportati dal tRNA si uniscono gli uni
agli altri fino a formare la catena
completa che rappresenta la proteina.
Questo processo si chiama traduzione e
avviene sui ribosomi nel citoplasma.
tripletta
