replicazione DNA modelli

LA REPLICAZIONE DEL DNA: tre modelli di replicazione del
DNA
ESPERIMENTO DI MESELSON E STAHL (1958): prova
speimentale che la replicazione del DNA è semiconservativa
Tecnica utilizzata:centrifugazione in gradiente di densità
ESPERIMENTO DI MESELSON E STAHL
La replicazione del DNA è
semiconservativa
Enzimi coinvolti nella sintesi del DNA:
esperimenti di Kornberg;
isolamento DNA polimerasi I
Quattro componenti sono
indispensabili per la sintesi di DNA in
vitro:
I quattro dNTP
Un frammento di DNA he funga da
stampo
La DNA polimerasi I
Ioni magnesio necessari per la
funzionalità ottimale dell’enzima
Il ruolo delle DNA polimerasi: catalizzano l’allungamento di
una catena di DNA
Allungamento della catena: Le DNA Polimerasi
• Possono aggiungere un nucleotide all’estremità 3’ libera di una
catena di acido nucleico, se dispongono di nucleotidi trifosfati
• Possono rimuovere un nucleotide all’estremità 3’ o 5’ di una
catena di acido nucleico
• Non possono iniziare la replicazione se non dispongono di una
catena con l’estremità 3’ libera
• Non possono legare fra loro due frammenti di DNA
Le DNA polimerasi di Escherichia coli
Il modello molecolare della replicazione del DNA: inizio della
replicazione
La denaturazione localizzata del DNA
produce quella che viene chiamata una
BOLLA DI REPLICAZIONE, cioè una
regione del cromosoma dove il DNA è a
singola elica e dalla quale la replicazione
procede in modo bidirezionale.
Il modello molecolare della replicazione del DNA: inizio della
replicazione
•Proteina iniziatrice (DnaA)
•SSB (single-strand
binding proteins
•Elicasi (DnaB e DnaC)
•Primasi = RNA P
Peter J Russell, Genetica © 2010
Pearson Italia S.p.A
Inizio della replicazione: quando una molecola di DNA a doppia elica si
srotola per esporre i due filamenti stampo a singola elica per la
replicazione del DNA si forma una struttura a forma di Y chiamata
FORCA REPLICATIVA
La replicazione procede nelle due
direzioni a partire dalla forca replicativa
Frammenti di Okazaki
In sintesi:
Filamento leading e filamento lagging occupano
entrambe le eliche, in posizioni diverse
Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A
Fine della replicazione: la ligasi
Fine della replicazione
Le proteine chiave per la replicazione sono strettamente
associate a formare una macchina replicativa
Nella replicazione di Escherichia coli
La DNA polimerasi III:
1. Allunga la doppia elica in direzione 5’—3’
2. Controlla l’appaiamento fra basi, e se è imperfetto rimuove l’ultimo
nucleotide aggiunto (attività proof-reading)
La DNA polimerasi I:
1. Degrada l’RNA nella doppia elica in direzione 5’—3’
2. Allunga la doppia elica, estendendo il frammento in direzione 5’—3’ e
rimpiazzando l’RNA stampo
La DNA polimerasi II ripara il DNA danneggiato
Velocità di replicazione:
E. coli: 50000 basi al minuto
Drosophila: 2600 basi al minuto
Topo: 2200 basi al minuto
Negli Eucarioti, molte bolle di replicazione in ogni cromosoma
I cromosomi eucarioti sono
lineari, non circolari