ACIDI NUCLEICI ACIDI NUCLEICI

ACIDI
ESPERIMENTI



NUCLEICI
1869 FRIEDRICK MIESCHER
Isolò per la prima volta una sostanza
zuccherina
leggermente acida
contenente fosforo
Questa sostanza venne chiamata: acido nucleico
perché scoperta nel nucleo delle cellule
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1940 ALFREDO HERSHEY e MARTA CHASE
Esperimenti:
virus (fago T4) su Escherichia coli
Fago formato da
capside
genoma

di natura proteica
(DNA)
2 campioni di fagi
uno marcato con S35
l’altro marcato con P32
proteine del capside
DNA del genoma

infezione di due gruppi di cellule batteriche

ciclo evolutivo del virus

mescolamento delle cellule batteriche

separazione delle cellule batteriche dai capsidi virali per centrifugazione
Scoperta
 l’isotopo S35 era rimasto fuori delle cellule batteriche
 l’isotopo P32 era entrato all’interno delle cellule batteriche
e si era duplicato

solo il DNA
è coinvolto nel processo di duplicazione
e contiene il materiale ereditario
ACIDI
ESPERIMENTI


NUCLEICI
1950 PAULING
Le proteine sono disposte in modo elicoidale.
Questo avvolgimento ad elica
è mantenuto da legami idrogeno
che si instaurano tra amminoacidi della catena polipeptidica
Pauling avanzò l’ipotesi che il DNA e l’RNA
potessero avere struttura simile a quella delle proteine

1951 CHARGAFF
Scopre che la proporzione dei nucleotidi di DNA contenenti timina
è di 1:1 dei nucleotidi contenenti adenina
Lo stesso vale per la citosina e la guanina

1952
ROSALIND FRANKLIN
Specialista nel riprendere immagini ai raggiX di materiali cristallini
Diffrazione ai raggi X
Facendo passare un fascio di raggi X attraverso un aggregato cristallino,
si possono ricavare informazioni
sulla conformazione molecolare del cristallo
dal modo in cui i raggi X vengono diffratti dalle particelle del cristallo.
Le sue immagini della diffrazione ai raggi X del DNA e del RNA
fornirono indizi fondamentali a Watson e Crick
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1953 WATSON e CRICK
Modello molecolare del DNA
ACIDI
DNA
ACIDO
NUCLEICI
DESOSSIRIBONUCLEICO
RNA
ACIDO
RIBONUCLEICO
NB.
Si chiamano acidi nucleici
perché sono stati scoperti nel nucleo delle cellule.
DNA
Definizione
Il DNA
è l’agente che controlla i caratteri ereditari
FUNZIONE
Il DNA
è il depositario delle informazioni genetiche
è l’archivio genetico
Ogni carattere ereditario
è in relazione con la sequenza dei nucleotidi del DNA
CARATTERISTICA
Il DNA ha la capacità di autoduplicarsi
DNA

STRUTTURA
Modello di Watson e Crick





la molecola del DNA è formata da due filamenti avvolti ad  elica

ogni filamento è un polimero di nucleotidi
è costituito da una sequenza
di unità fondamentali: Nucleotidi
successione ordinata

Nucleotide
molecola formata da
*gruppo fosforico
*Desossiribosio
*Base azotata
deriva da H3PO4
(zucchero a 5 atomi di C)

Z
B
In ogni nucleotide
è identico l’acido fosforico e lo zucchero
cambia la base azotata
 Le basi azotate
sono 4
adenina
citosina
guanina
timida
si dividono in
PURINE
adenina
guanina
formate da 2 anelli:
uno esagonale e uno pentagonale
PIRIMIDINE
formate da un anello esagonale
citosina
timida

Nel DNA si hanno 4 tipi di nucleotidi
Adenosinfosfato
D____________
A

Citosoninfosfato
D____________
C

Guanosinfosfato
D____________

Timinosinfosfato
DNA
D______________T

STRUTTURA
Modello di Watson e Crick

Ogni filamento di DNA è una sequenza di nucleotidi
I nucleotidi si uniscono tra loro
mediante un legame che si forma
tra il gruppo fosforico di un nucleotide e il carbonio 3’ della molecola di zucchero
del nucleotide adiacente
(legame di tipo estere)
In ogni nucleotide la base azotata è legata al carbonio C1
con legame covalente
G

I due filamenti
sono uniti da deboli legami chimici (legami idrogeno)
che si istaurano tra basi azotate complementari
A-T
C-G
G-C
T-A
NB
Quando si è stabilito l’ordine dei nucleotidi di una filamento
resta stabilito anche l’ordine dei nucleotidi nell’altro.
All’interno della doppia elica
i due filamenti corrono in senso opposto.
La direzione dall’estremità 5’ alla 3’ di ogni filamento
è invertita rispetto all’altro.
I filamenti sono detti perciò antiparalleli
DNA
DUPLICAZIONE
PROCESSO
S
La molecola del DNA si despiralizza in un tratto
punto di origine della duplicazione
S
I due filamenti della doppia elica si separano
per azione di enzimi
bolla di duplicazione
forcella di duplicazione
S
Le basi azotate esposte dei nucleotidi dei due filamenti
richiamano e agganciano i nucleotidi complementari di DNA
liberi nel nucleo
La duplicazione viene detta duplicazione bidirezionale
perché avviene nelle due direzioni opposte rispetto al punto di origine
S
I nucleotidi di DNA agganciati dalle basi azotate complementari
si allineano lungo il filamento di DNA
vengono legati uno dopo l’altro con legami di tipo estere
per mezzo dell’enzima DNApolimerasi
formano due filamenti complementari
Ogni filamento di DNA
serve da stampo per un nuovo filamento
S
Si ottengono due doppie eliche
identiche a quella di partenza con informazioni identiche a quelle di partenza
CARATTERISTICA
Duplicazione semiconservativa
In ogni nuova molecola
uno dei due filamenti deriva sempre dalla molecola di partenza
NB
Il processo di duplicazione
è catalizzato da enzimi specifici:
DNAelicasi
DNApolimerasi
DNAligasi
non avviene da un estremo all’altro della molecola
ma simultaneamente in più punti
NB
La duplicazione del DNA è
un’autoduplicazione
una proprietà peculiare del DNA
NB
Errori
Enzimi riparatori
presenza di nucleotidi non complementari
RNA


STRUTTURA



la molecola del RNA è formata da due filamenti avvolti ad  elica
ogni filamento è un polimero di nucleotidi
è costituito da una sequenza
successione ordinata
di unità fondamentali: Nucleotidi
Nucleotide
molecola formata da
*gruppo fosforico
* Ribosio
*Base azotata
deriva da H3PO4
(zucchero a 5 atomi di C)

Z
B
In ogni nucleotide
è identico l’acido fosforico e lo zucchero
cambia la base azotata
 Le basi azotate
sono 4
adenina
citosina
guanina
uracile
si dividono in
PURINE
adenina
guanina
PIRIMIDINE
citosina
uracile
formate da 2 anelli:
uno esagonale e uno pentagonale
formate da un anello esagonale

Nel RNA si hanno 4 tipi di nucleotidi
Adenosinfosfato
R
A

Citosoninfosfato
R
C

Guanosinfosfato
R
G

Timinosinfosfato

R
U
Il filamento di RNA è una sequenza di nucleotidi
I nucleotidi si uniscono tra loro
mediante un legame che si forma
tra il gruppo fosforico di un nucleotide
e il carbonio 3’ della molecola di zucchero
del nucleotide adiacente
(legame di tipo estere)
In ogni nucleotide la base azotata è legata al carbonio C1
con legame covalente
RNA
FUNZIONE


L’RNA è il veicolo trasmettitore della informazione scritta nel DNA
TIPI di RNA
mRNA
(messaggero)
porta al citoplasma le informazioni che il DNA ha trascritto
Gli mRNA sono tanti quante sono le proteine
La diversificazione tra un mRNA e l’altro
sta nella successione e nel numero dei nucleotidi
rRNA
(ribosomale)
forma i ribosomi
tRNA
(di trasporto)
trasporta gli amminoacidi ai ribosomi
nell’ordine indicato dal mRNA
DIFFERENZE TRA DNA e RNA
F
Il DNA è formato da un doppio filamento
l’RNA è formato da un semplice filamento
F
La molecola di RNA è più piccola di quella di DNA
F
I nucleotidi contengono:
 Desossiribosio
 Ribosio
F
La base azotata Timina non esiste nel RNA
(Le basi azotate del RNA sono: adenina, citosina, guanina, uracile)
nel DNA
nel RNA