La struttura del DNA

La struttura del DNA
Il favoloso viaggio alla
scoperta del DNA
Crick et Watson, 1953
Scoperta della struttura
del DNA
DNA = POLIMERO DI NUCLEOTIDI
Ci sono 4 tipi di nucleotidi : A, T, C e G
Come sono attaccati assieme ???
Come si può replicare la molecola del DNA???
Dove si trova l’informazione genetica ?
NUCLEOTIDE
Base azotata
Gruppo
fosfato
Zucchero :
desossiribosio
Base azotata
Desossiribosio
Fosfato
Quattro tipi di basi azotate:
Pertanto si hanno 4 nucleotidi: A, T, C et G
I nucleotidi si legano gli uni agli altri attraverso lo zucchero
(desossiribosio) ed il gruppo fosfato.
Erwinn Chargaff (1947)
Se si separa una molecola di DNA
si ottengono sempre le stesse
quantità:
A=T
e
C=G
Si possono avere più AT che CG o
l’inverso (questo varia a seconda delle
specie), ma si ha sempre lo stesso
numero di A rispetto a T e di C rispetto
a G.
Perchè ?
Ipotesi di Crick et Watson:
A si lega con T e C con G:
Due legami
idrogeno (legami
deboli).
tre legami
idrogeno
Dunque
Due catene di nucleotidi possono unirsi l’una all’altra
se le loro basi sono complementari (A complementare
a T e C complementare a G).
Questo è il caso del DNA
L’orientamento fra i legami forma
una struttura a doppia elica
Crick et Watson, scoperta della struttura del DNA
Riffrazione ai raggi X
della molecola di DNA
ottenuta nel 1952 da
Rosalind Franklin (19201958) e Maurice Wilkins.
Nobel per la medicina nel 1962
attribuito a Crick, Watson e
Wilkins
In un batterio: 1 sola molecola di DNA
5 milioni di
coppie di basi.
Lunghezza
totale ~ 1,5 mm
Batterio E. coli e il suo
cromosoma
~ 5000 paires de bases
In una cellula umana : 46 molecole di DNA
Ciascuna molecola di DNA si attorciglia su delle
proteine (istoni) e forma un cromosoma.
DNA
Un cromosoma =
una molecola di
DNA + le proteine
su cui si attorciglia.
Istoni
L‘insieme dei
cromosomi forma la
cromatina
Cromatina

La cromatina rappresenta la forma in cui gli
acidi nucleici si trovano nel nucleo di una
cellula eucariota.
Spiralizzazione del DNA in un cromosoma eucariotico:
• La cromatina è
formata da DNA avvolto
su gruppi di proteine
dette istoni (proteine
basiche),
• formando un
nucleosoma, e da
proteine non-istoniche
(proteine neutre o
acide);
Doppia elica di DNA
(2 nm di diametro)
Istoni
Linker
«Perle di una
collana»
Nucleosoma
(10 nm di diametro)
Fibra elicoidale compatta Superavvolgimento
(30 nm di diametro)
(300 nm di diametro)
• essa è poi ripiegata in
vario modo.
Cromosoma in metafase
700
nm
50 000 X
150 000 X
Fragmento di un cromosoma umano
Porzione del cromosoma 4
Il DNA è stato separato dalle
proteine che gli sono
normalmente associate.
Genoma umano (tutte le informazioni per fabbricare un
umano e renderlo funzionante) :
23 molecole di DNA
~ 1 m di lunghezza se si mettono fianco a fianco
~ 3 miliardi di coppie di basi
~ da 30 000 a 40 000 geni
Ogni cellula (ad esclusione dei gameti riproduttivi)
contiene due esemplari del genoma umano (dei quali
uno deriva dal padre l’altro dalla madre).
"It has not escaped our notice that the specific
pairing we have postulated immediately suggests a
possible copying mechanism for the genetic
material."
J. D. WATSON F. H. C. CRICK in "Molecular
structure of Nucleic Acids" Nature, Vol 171, page
737, 1953
Il DNA costituisce il materiale ganetico della cellula.
Il materiale ganetico di un essere vivente deve :
1. Possedere l’informazione genetica propria della
specie
2. Riprodursi con il minor numero di errori possibile
3. Potersi modificare (ma non troppo)
4. Poter essere tradotto in caratteristiche fisiche
(fenotipo)