Diapositiva 1 - MESTRE 1 anno

MITOCONDRI – ORIGINE ENDOSIMBIONTICA (1)
i mitocondri derivano evolutivamente da procarioti che vivevano in
simbiosi all’interno della cellula più grande
2-1,5 miliardi di anni fa colonizzarono le cellule eucariotiche
primordiali, prive della capacità di metabolizzare l’ossigeno
MITOCONDRI – ORIGINE ENDOSIMBIONTICA (2)
Prove a sostegno:
1.
dimensioni simili a quelle di un batterio
2.
circondati da due membrane, la più interna delle quali
mostra una composizione simile a quella di una
membrana cellulare procariotica (cardiolipina)
MITOCONDRI – CARDIOLIPINA
la cardiolipina (difosfatidil-glicerolo) è un lipide che
rappresenta il 20% circa delle molecole della membrana
interna mitocondriale
la cardiolipina è responsabile della forte impermeabilità
della membrana interna ai protoni
il suo nome è dovuto al fatto che fu scoperta per la
prima volta nelle cellule cardiache
MITOCONDRI – ORIGINE ENDOSIMBIONTICA (3)
Prove a sostegno:
1.
dimensioni simili a quelle di un batterio
2.
circondati da due membrane, la più interna delle quali
mostra una composizione simile a quella di una
membrana cellulare procariotica (cardiolipina)
3.
sono in grado di replicarsi in maniera indipendente, con
un meccanismo che ricorda la replicazione batterica
MITOCONDRI – REPLICAZIONE
1. duplicazione DNA mitocondriale
2. strozzatura della membrana
interna e poi di quella esterna
3. divisione delle due figlie del
mitocondrio
MITOCONDRI – ORIGINE ENDOSIMBIONTICA (4)
Prove a sostegno:
1.
dimensioni simili a quelle di un batterio
2.
circondati da due membrane, la più interna delle quali
mostra una composizione simile a quella di una
membrana cellulare procariotica (cardiolipina)
3.
sono in grado di replicarsi in maniera indipendente, con
un meccanismo che ricorda la replicazione batterica
4.
contengono DNA diverso da quello del nucleo cellulare e
simile a quello dei batteri ( forma circolare/dimensioni)
5.
i geni mitocondriali sono più affini ai geni dei batteri
6.
Il codice genetico dei mitocondri risulta essere più simile
a quello batterico che non a quello eucariote
MITOCONDRI – DNA MITOCONDRIALE
16569 bp
37 geni
2 rRNA
22 tRNA
13 proteine
DNA mitocondriale umano viene ereditato
matrilineare (eredità non mendeliana)
per
via
DNA (1)
acido nucleico che contiene le informazioni genetiche
necessarie alla biosintesi di RNA e proteine
Il DNA è un polimero
i cui monomeri
sono i NUCLEOTIDI
DNA (2)
Lunghezza di alcune molecole di DNA
Fonte
Lunghezza Coppie nucleotidiche
(m)
SV40 (virus animale)
1.7
5
Adenovirus (virus animale) 12
36
T4 (virus batterico)
58
170
Vaccinia (virus animale)
140
420
Escherichia Coli (batterio) 1300
4000
Cromosomi eucariotici
> 10000
> 3500
DNA (3)
Adenina e timina possono legarsi
con 2 legami a idrogeno
complementarietà
Guanina e citosina possono legarsi
con 3 legami a idrogeno
LEGAME A IDROGENO
Interazione di tipo elettrostatico che si stabilisce fra un atomo
di idrogeno, legato ad un atomo fortemente elettronegativo A
(F, N, O, Cl) ed un atomo altrettanto elettronegativo B (F, N, O, Cl)
A
B
DNA (4)
5’
3’
le due eliche del DNA
sono antiparallele
DNA – CONFORMAZIONI (1)
A
B
Z
DNA – CONFORMAZIONI (2)
B-DNA
A-DNA
Z-DNA
passo dell’elica
3.6 nm
2.9 nm
4.6 nm
distanza tra le basi
0.34 nm
0.23 nm
0.36 nm
n°basi/giro d’elica
10.5
11
12
destrorsa
destrorsa
sinistrorsa
elica
particolarità
Vd superavvolgimento
molto stabile in H2O
favorita in soluzioni - andamento a zigprive di H2O
zag
- filamenti ricchi in
C e in G
DNA – PROTEINE ASSOCIATE
ISTONICHE
NON
ISTONICHE
1. proteine
che
regolano
la
trascrizione genica
2. proteine che contribuiscono al
mantenimento della struttura
della cromatina
3. enzimi
CROMATINA (1)
formata da DNA avvolto sugli istoni e da proteine non
istoniche
diversi livelli di organizzazione
CROMATINA (2)
EUCROMATINA:
regione meno condensata
intensa attività di trascrizione
ETEROCROMATINA:
regione densa strettamente condensata
non sembra presentare attività di trascrizione
costitutiva: -rimane condensata anche durante l’interfase
-non è mai trascritta
facoltativa: varia di condizione a seconda dei tipi cellulari
DNA – CROMOSOMA (1)
CROMOSOMA (2)
corpuscolo che appare nel nucleo di una cellula
eucariota durante la mitosi o la meiosi
contiene l'informazione genica (caratteri ereditari)
diploidi: cellule che hanno coppie di
cromosomi omologhi (2n)
aploidi: cellule che possiedono solo
un cromosoma per tipo (n)
CROMOSOMA (3)
1. cromatdio
2. centromero
acrocentrici
centromero in posizione terminale
telocentrici
centromero in posizione subterminale
submetacentrici
centromero in posizione submediana
metacentrici
centromero in posizione mediana
3. braccio corto
4. braccio lungo
DNA – TELOMERI
sequenze ripetute delle regioni
terminali dei cromosomi lineari
TTAGGG
funzione: permettere alla
cellula di replicare le
estremità dei cromosomi
senza che ci sia perdita
di informazioni geniche
DNA – REPLICAZIONE (1)
Catene
genitrici
Semiconservativa:
ogni nuova catena presenta
una semicatena originaria e
una di sintesi
Catene
figlie
DNA – REPLICAZIONE (2)
processo complesso che richiede l’ intervento di
moltissimi enzimi e di energia
le due semieliche del DNA vengono srotolate ad dalle
DNA elicasi
la singola elica viene stabilizzata finché non viene
copiata, ad opera delle proteine che legano il singolo
filamento (SSBP)
nella regione adiacente a quella srotolata, si crea un
superavvolgimento, per cui intervengono le topoisomerasi
(I e II) che operano i tagli e poi risaldano i filamenti
DNA – REPLICAZIONE (3)
DNA – REPLICAZIONE (4)
DNA – REPLICAZIONE (5)
le DNA polimerasi aggiungono nucleotidi al 3’ di una
catena polinucleotidica preesistente
il nuovo filamento cresce sempre dal 5’ al 3’
DNA – REPLICAZIONE (6)
nel punto di inizio della
replicazione è necessario un
innesco, costituito da un RNA
primer (5-14 nucleotidi) che viene
sintetizzato dalla RNA primasi
DNA – REPLICAZIONE (7)
5’
3’
Punti di origine della replicazione (circa ogni 150 kb)
3’
5’
Replicazione bidirezionale
Bolla di replicazione
Fusione delle bolle
5’
3’
5’
3’
Cromosomi figli
3’
5’
3’
5’
DNA – REPLICAZIONE (8)
Replicazione semidiscontinua
I due filamenti di DNA hanno una polarità opposta 5’  3’ e 3’  5’.
La DNA polimerasi sintetizza DNA solo nella direzione 5’  3’.
Il DNA è replicato sui due filamenti stampo in direzioni opposte:
Filamento leader: sintetizzato da 5’ a 3’ nella direzione del
movimento della forcella di replicazione, la replicazione è continua e
richiede un solo RNA d’innesco
Filamento tardivo: sintetizzato da 5’ a 3’ nella direzione opposta
del movimento della forcella di replicazione, la replicazione è
discontinua e richiede molti RNA d’innesco
DNA – REPLICAZIONE (8)
5’
3’
filamento leader si replica in modo
Movimento
forcella di
replicazione
3’
continuo
filamento tardivo si replica in modo
discontinuo (frammenti di Okazaki)
3’
5’
5’