Il DNA e la duplicazione cellulare DNA, materiale ereditario Acidi

Il DNA e la duplicazione cellulare
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Il DNA, materiale ereditario
Struttura del DNA
Replicazione del DNA
Dal DNA alla proteina
Il Codice genetico
Ciclo cellulare
Mitosi
Meiosi
© Emilio Padoa-Schioppa
Da Figura 8-11 Campbell & Reece
Acidi nucleici:
DNA, materiale ereditario
Polimeri di nucleotidi
•zucchero a 5 atomi di carbonio
(ribosio e desossiribosio)
•uno o più gruppi fosfati;
•basi azotate (purine e pirimidine)
• Il DNA e l’RNA, negli
anni
’40
viene
identificato come il
materiale ereditario.
• Allora nulla si sapeva
circa la sua struttura.
•DNA contine le purine A (adenina),
G (guanina) e le pirimidine C
(citosina) e T (timina).
•RNA contine le purine A (adenina),
G (guanina) e le pirimidine C
(citosina) e U (uracile).
Figura 11-1 Solomon, Berg, Martin
Da Figura 3-1 Solomon, Berg, Martin
© Emilio Padoa-Schioppa
© Emilio Padoa-Schioppa
• Per descrivere la struttura del DNA la base di
partenza fu la diffrazione ai raggi X di campioni di
DNA purificato
• Solo la descrizione
della struttura del
DNA, fatta nel 1953
da Watson e Crick,
convinse la totalità
del mondo scientifico
circa l’ipotesi che il
DNA
fosse
il
materiale genetico.
Figura 11-3Solomon, Berg, Martin
© Emilio Padoa-Schioppa
© Emilio Padoa-Schioppa
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• Il DNA ha una struttura a doppia
elica
• Nel DNA si formano legami idrogeno
tra adenina e timina e tra guanina e
citosina
© Emilio Padoa-Schioppa
Zucchero
Basi azotate
Gruppo
fosfato
Durante le fasi di
replicazione
possono
avvenire
delle
mutazioni
che
modificano la sequenza
delle basi del DNA.
© Emilio Padoa-Schioppa
© Emilio Padoa-Schioppa
Il modello di Watson &
Crick suggerisce le
modalità
di
duplicazione
delle
informazioni genetiche.
Se
le
coppie
di
nucleotidi si appaiano
in modo complementare
ogni filamento di DNA
può servire da stampo
per la sintesi del
filamento opposto.
Una volta rotti i legami
a
idrogeno
ogni
emielica
si
può
appaiare
con
nuovi
nucleotidi (replicazione
semiconservativa)
© Emilio Padoa-Schioppa
La replicazione del DNA è un processo complesso.
Avviene con l’aiuto di alcuni enzimi (DNA polimerasi) che
sono in grado di aggiungere un nucleotide al terminale 3’ di
una catena polinucleotidica.
© Emilio Padoa-Schioppa
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© Emilio Padoa-Schioppa
© Emilio Padoa-Schioppa
Il DNA viene trascritto al
fine di sintetizzare l’RNA
3 tipi di molecole di RNA:
mRNA RNA messaggero
tRNA RNA trasferimento
rRNA RNA ribosomale
Il DNA è trascritto per sintetizzare l’RNA
L’ RNA viene tradotto al fine di sintetizzare un
polipeptide
© Emilio Padoa-Schioppa
Codice Genetico
•Universale
•Ridondante
© Emilio Padoa-Schioppa
Trascrizione di DNA per
sintetizzare l’RNA
Il DNA funge da stampo.
Alla timina si sostituisce
l’uracile
5’-A-T-G-A-C-T-3’
DNA non trascritto
3’-T-A-C-T-G-A-5’
DNA trascritto
5’-A-U-G-A-C-U-3’OH RNA
© Emilio Padoa-Schioppa
© Emilio Padoa-Schioppa
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Nella traduzione (che negli eucarioti avviene nel citosol) si
ha la sintesi della catena polipeptidica. Ogni sequenza di
tre basi (tripletta o codone) codifica un amminoacido. Per
la traduzione sono necessari tRNA e rRNA
© Emilio Padoa-Schioppa
I tRNA sono le molecole che hanno una funzione
“decodificante” nel processo di traduzione
Ogni molecola di tRNA è specifica per un solo
amminoacido. Una porzione della molecola contiene un
“anticodone” complementare al codone. L’amminoacido è
legato ad una estremità del tRNA
© Emilio Padoa-Schioppa
I ribosomi collegano tra loro
tutti i componenti del
macchinario richiesto per la
traduzione. Essi permettono
l’appaiamento tra i tRNA e i
codoni sull’mRNA, catalizzano la
formazione dei legami peptidici
tra gli amminoacidi e traslocano
l’mRNA in modo che il codone
successivo possa essere letto.
Ogni ribosoma è costituito da
due subunità, ciascuna delle
quali contiene rRNA e varie
proteine
© Emilio Padoa-Schioppa
© Emilio Padoa-Schioppa
© Emilio Padoa-Schioppa
© Emilio Padoa-Schioppa
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Elenco amminoacidi
• ASPARAGINA
• GLUTAMINA
• TIROSINA
• SERINA
• TREONINA
• ACIDO ASPARTICO
• ACIDO GLUTAMICO
• ARGININA
• LISINA
• ISTIDINA
• GLICINA
• ALANINA
• VALINA
• LEUCINA
• ISOLEUCINA
• TRIPTOFANO
• PROLINA
• CISTEINA
• METIONINA
• FENILALANINA
• INIZIO
• FINE SEQUENZA
DNA
Zucchero
mRNA
mRNA
Basi azotate
A
Seconda lettera
U
Prima lettera
Struttura primaria di una proteina
C
A
G
U
C
A
G
UUU
UCU
UAU
UGU
U
UUC
UCC
UAC
UGC
C
UUA
UCA
UAA
UGA
A
UUG
UCG
UAG
UGG
G
CUU
CCU
CAU
CGU
U
CUC
CCC
CAC
CGC
C
CUA
CCA
CAA
CGA
A
CUG
CCG
CAG
CGG
G
AUU
ACU
AAU
AGU
U
AUC
ACC
AAC
AGC
C
AUA
ACA
AAA
AGA
A
AUG
ACG
AAG
AGG
G
GUU
GCU
GAU
GGU
U
GUC
GCC
GAC
GGC
C
GUA
GCA
GAA
GGA
A
GUG
GCG
GAG
GGG
G
Terza lettera
Elenco amminoacidi
• ASPARAGINA [Asn]
• GLUTAMINA [Gln]
• TIROSINA [Tyr]
• SERINA [Ser]
• TREONINA [Thr]
• ACIDO ASPARTICO [Asp]
• ACIDO GLUTAMICO [Glu]
• ARGININA [Arg]
• LISINA [Lys]
• ISTIDINA [His]
• GLICINA [Gly]
• ALANINA [Ala]
• VALINA [Val]
• LEUCINA [Leu]
• ISOLEUCINA [Ile]
• TRIPTOFANO [Trp]
• PROLINA [Pro]
• CISTEINA [Cys]
• METIONINA [Met]
• FENILALANINA [Phe]
Membrana nucleare
Membrana cellulare
tRNA
C
rRNA
T
G
U
A
T
C
G
U
Gruppo
fosfato
Sequenza di inizio
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