I VARI PROCESSI DEL DNA, Appunti di Biologia

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BIOLOGIA

INDICE

• Duplicazione del DNA;
• L’espressione genica;
• La trascrizione;
• La traduzione;
• La regolazione dell’espressione genica.

DUPLICAZIONE DEL DNA

Avviene perché prima di effettuare la mitosi, la cellula deve raddoppiare il suo patrimonio genetico in modo da dare a ciascuna delle 2 cellule figlie 46 cromosomi. E’ SEMICONSERVATIVA in quanto le molecole ottenute hanno un filamento nuovo e uno vecchio.

FASE 1

Despiralizzazione del DNA ad opera di enzimi chiamati “ DNA GIRASI ” con la creazione di più forcine (per una questione di tempo).

FASE 2

Intervento del PRIMER => sequenza di 10/20 nucleotidi di RNA. Esso innesca l’azione della “DNA POLIMERASI”

FASE 3

Copia dell’elica da parte della DNA POLIMERASI , ponendo i nuovi nucleotidi in successione nel rispetto della complementarietà delle basi.

N.B.!!=> La DNA POLIMERASI copia solo un elica in quanto l'enzima può copiare solo in modo lineare seguendo un’unica direzione.

FASE 4

L’altra elica viene copiata a pezzi, detti “ Frammenti di Okazaki” , che vengono riuniti dalla “ DNA LIGASI ” che ricostituisce il filamento.

FASE 5

Controllo da parte del SISTEMA DI RIPARAZIONE che interviene in caso di danni commessi dalla “DNA POLIMERASI” sostituendo le basi appaiate erratamente. Viene sostituito il primer con una sequenza di nucleotidi di DNA.

FASE 6

Rispiralizzazione del DNA, ovvero ricostruzione del filamento della molecola.

LA TRASCRIZIONE

Dal DNA si passa al mRNA. Avviene nel nucleo in quanto altrimenti si dovrebbe spostare l’intero DNA, in questo modo invece si sposta soltanto la copia del gene.

FASE 1

Prima della sequenza da copiare c’è una “ sequenza di regolazione”, il PROMOTORE , che attiva l’azione dell’ RNA POLIMERASI.

FASE 2

L’ RNA POLIMERASI copia il filamento ponendo i nucleotidi nel rispetto della complementarietà tra le basi.

FASE 3

L’mRNA passa nel citoplasma. Prima subisce lo “ splicing” e dopo di esso gli viene aggiunto un cappuccio e una coda per evitarne la degradazione e permettere la traduzione.

N.B. => splicing vedi “REGOLAZIONE ESPRESSIONE GENICA”

FILAMENTO CODIFICANTE => elica trascritta FILAMENTO STAMPO => elica non trascritta

Nella formazione del mRNA non ci sono legami tra esso e il DNA: l'RNA POLIMERASI si avvicina solo per la complementarietà ma non crea legami.

LA TRADUZIONE

Dal mRNA si passa alla proteina. 3 siti => posto dove si collega qualcosa:

• SITO E (EXIT) = dove fuoriesce il tRNA vuoto;
• SITO P (PROTEINA) = dove si costruisce la proteina;
• SITO A (AMMINOACIDO) = qui viene rilasciato l’amminoacido. Il tRNA ha una struttura a CROCE e trasporta gli aminoacidi.

CODONE => tripletta di mRNA

FASE 1

Il mRNA supera la barriera nucleo-citoplasmatica e viene attaccato dalla subunità minore del ribosoma.

FASE 2

Intervengono 2 molecole:

1. GTP => molecola trifosfata di energia di legame necessaria per innescare il processo di traduzione;
2. tRNA => ha un anticodone complementare al codone sul mRNA; Questo porta sempre METIONINA+UAC.

FASE 3

Aggiunta della subunità maggiore del ribosoma che prima si affianca e poi sovrasta la subunità minore in modo tale che il complesso d’inizio si trovi nel SITO P della subunità maggiore. Il SITO E è vuoto e il SITO A è occupato dalla 2° tripletta.

FASE 4

Intervento del 2° tRNA con l’anticodone corrispondente alla 2° tripletta del SITO A , qui si forma un legame peptidico tra la metionina e il 2° amminoacido. Il SITO P contiene il tRNA vuoto, il SITO E è vuoto e il SITO A contiene il 2° tRNA, il 2° codone e la metionina legata al 2° amminoacido.

REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE

GENICA

Avviene tramite 2 processi:

1. DIFFERENZIAMENTO => meccanismo per cui una cellula si specializza e diventa una cellula specializzata. Potenzialmente tutte le cellule possiedono gli stessi cromosomi e lo stesso patrimonio genetico ma al momento del differenziamento decidono di produrre determinate proteine piuttosto che altre. Le CELLULE STAMINALI sono totipotenti in quanto non hanno effettuato il differenziamento e possono differenziarsi quando vogliono;
2. REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE => avviene tramite lo splicing che consiste nell'eliminazione degli introni e l'unione degli esoni. Lo SPLICING porta ad avere un mRNA maturo pronto ad essere tradotto. Dopo lo splicing avremo un mRNA maturo composto solo da esoni uniti tra loro che verranno tradotti. In base alla proteina necessaria viene prodotto un determinato mRNA: a partire dallo stesso mRNA immaturo tramite lo SPLICING ALTERNATIVO si possono ottenere vari tipi di mRNA maturo.