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Il DNA è un polimero di nucleotidi. Ogni nucleotide del DNA è formato da uno zucchero a 5 atomi di carbonio (desossiribosio), un gruppo fosfato e una base azotata. Ogni molecola di DNA è una doppia elica formata da due filamenti polinucleotidici paralleli Purinica (A/G) Pirimidinica (T/C) In una stessa molecola la quantità della base azotata adenina (A) è sempre uguale a quella della timina (T) e lo stesso vale per guanina (G) e citosina (C) L’ossatura di ogni filamento è costituita dal monotono susseguirsi di fosfato-zucchero-fosfato-zucchero... + gruppi fosfato fanno da “ponte” tra gli zuccheri dei monomeri grazie ai legami covalenti fosfodiesterici (coinvolgono i due gruppi ossidrile) Le due catene di nucleotidi sono antiparallele = hanno orientamento opposto. + hanno due capi distinti = a un’estremità si trova il nucleotide che con il suo carbonio 5’ non si lega ad altri monomeri; dall’altra parte resta libero il carbonio 3’ All’interno dell’elica i due filamenti sono tenuti insieme da legami idrogeno che si instaurano tra le basi azotate appaiate. + singole molecole hanno dimensioni e forme diverse tra loro e solo due tipi di appaiamento permettono un incastro perfetto: T-A e G-C Denaturazione Separazione dei due filamenti = è possibile in particolari condizioni + ad esempio per un aumento di temperatura o per effetto di particolari enzimi
DUPLICAZIONE DEL DNA
Duplicazione semiconservativa = ogni nuova molecola per metà “conserva” la vecchia struttura perchè ciascuno dei due filamenti da stampo per costruire una nuova elica Origini di duplicazione = punti d’inizio della replicazione che si trovano in corrispondenza di sequenza specifiche di ogni molecola d DNA Apertura della doppia elica grazie a specifiche proteine = si forma una bolla di duplicazione , tratto in cui i due filamenti complementari sono separati + ogni bolla presenta due forcelle di duplicazione, che estendono il processo in entrambe le direzioni = replicazione bidirezionale Man mano che ogni forcella avanza la DNA-elicasi (enzima) si occupa di aprire l’elica e separare i due filamenti + la DNA-polimerasi (enzima) rende possibile la formazione dei legami tra nucleotidi adiacenti che si sono spontaneamente appaiati al filamento originario Nucleotidi sono desossinucleotidi con tre gruppi fosfato, dai quali due gruppi fosfato sono staccati nel momento in cui il legame Procede in una sola direzione Non inizia autonomamente la^ zucchero-fosfato si forma e la catena si allunga polimerizzazione = lavora solo in direzione 5’→ 3’ + uno solo dei due filamenti è orientato in maniera corretta e può essere duplicato in modo continuo
- Filamento continuo: DNA-polimerasi può funzionare senza mai fermarsi
- Filamento discontinuo: non è possibile Primasi (enzima) comincia il lavoro costruendo una piccola catena di nucleotidi ( primer ) cui si attacca il lavoro della DNA-polimerasi = Nel filamento discontinuo il processo prevede la ricorrente costruzione di corti frammenti in direzione opposta a quella di avanzamento della forcella
- questi frammenti ( frammenti di Okazaki ) dovranno essere uniti tra loro per formare il nuovo filamento dalla DNA-ligasi (enzima) Sul filamento discontinuo il lavoro della primasi è richiesto ogni volta che si forma un nuovo frammento, ognuno dei quali inizia con un primer. I primer costruiti dalla primasi sono fatti di RNA, non DNA, perciò la DNA-polimerasi deve smontare tutti i primer e sostituirli con DNA
RNA
= acido ribonucleico ≠ DNA (punto di vista molecolare) o Costituito da un solo filamento che può ripiegarsi su se stesso o Suoi nucleotidi contengono lo zucchero ribosio e non desossiribosio o Base azotata uracile (U) sostituisce la timina Nelle cellule ci sono diverse molecole di RNA che svolgono vari compiti strategici nell’ambito della lettura e della traduzione delle informazioni ottenute dal DNA
- mRNA (RNA messaggeri) = ricalcano le informazioni contenute nei geni e portano i messaggi genetici nel luogo in cui le proteine sono assemblate
- tRNA (RNA di trasposto) = traportano nel posto giusto gli amminoacidi, grazie al fatto che li legano in modo specifico e leggono i codoni sull’RNA messaggero con un’apposita sequenza complementare chiamata “anticodone”
- rRNA (RNA ribosomali) = entrano a far parte della struttura dei ribosomi insieme a proteine specifiche
- piccoli RNA = svolgono diversi ruoli nel regolare la decodificazione dei messaggi genetici Molecole molto più corte delle altre (es) microRNA = lunghezza di soli 20 nucleotidi + possono agire bloccando alcuni mRNA (es) snRNA = si trovano nel nucleo associati a proteine + intervengono nei processi di maturazione dell’mRNA tipici degli eucarioti
IL CODICE GENETICO
Corrispondenza tra codoni e amminoaicidi Ridondante (o degenerato) = un amminoacido può essere specificato da più di un codone; allo stesso tempo però a ogni codone corrisponde a un solo amminoacido Arbitrario = non esiste una legge chimica o fisica che stabilisca una corrispondenza obbligata tra un codone e l’amminoacido corrispondente Universale = ogni codone ha lo stesso significato in organismi viventi diversi e quindi una certa sequenza di DNA è letta nello stesso modo da qualsiasi cellula Questo permette ai biologi moderni di “far leggere e tradurre” geni umani a cellule batteriche che possono così produrre “su ordinazione” proteine importanti in medicina + una delle più potenti prove dell’ unitarietà storica dei viventi = se tutte le cellule esistenti parlano la stessa lingua significa che hanno un’origine comune Codice genetico ≠ informazione genetica = cellule diverse parlano la stessa lingua, cioè usano lo stesso codice genetico, ma non contengono le stesse informazioni Quando si parla di codice genetico si intende dire “corredo genetico”, cioè l’insieme dei geni di quella specie
LA TRADUZIONE
+ interprete è il tRNA
• Nella Fase di inizio avviene l’appaiamento codone-anticodone
e l’arrivo della subunità maggiore del ribosoma che si assembla,
formando una struttura capace di ospitare due tRNA carichi dei
rispettivia amminoacidi nei due siti chiamat “sito P” e “sito A”
Si utilizza l’nformazione scritta sull’mRNA per costruire una proteina + avviene nel citoplasma sui ribosomi Ogni tRNA è ripiegato su se stesso grazie agli appaiamenti sulle basi azotate di cui è formato. + due estremità importanti x decodificazione: anticodone e sito di legame per l’amminoacido Tripletta in grado di riconoscere il codone corrispondente presente sull’mRNA Utilizzato x legare in maniera specifica i monomeri delle proteine Appaiamento codone-anticodone dipende dalla formazione di legami idrogeno tra basi azotate complementari Per tradurre i messaggi genetici, una cellula deve “capire” dove le informazioni utili inizino e dove finiscano + le “parole” (codoni) hanno la stessa lunghezza essendo sempre formate da tre “lettere” (b. Azotate) Problema risolto dai ribosomi. Formati da due subunità : una minore e una maggiore (costituite di rRNA e proteine) Quando non sono impegnate nella traduzione, le due subunità sono separate e quella minore è in grado di legarsi all’estremità 5’ di un mRNA da tradurre + trova il punto in cui inizia il messaggio, perchè scorre sull’mRNA finchè non trova una tripletta d’inizio : codone AUG (metionina)
- La Fase di allungamento inizia con la formazione del legame peptidico tra i due amminoacidi adiacenti. + primo amminoacido si stacca dal suo tRNA per attaccarsi con un legame peptidico al secondo amminoacido + tRNA scarico si sposta nel sito E da cui lascerà il ribosoma per andare a ricaricarsi + tRNA rimasto trasloca nel sito P e il ribosoma avanza di un codone sull’mRNA + nel sito A entra un nuovo tRNA carico del suo amminoacido + non appena il primo ribosoma comincia a spostarsi lungo il messaggero, un altro ribosoma può cominciare il suo lavoro dall’estremità d’inizio libera.
ogni mRNA forma così un poliribosoma , sul quale più ribosomi lavorano
contemporaneamente a costruire più proteine identiche
• La fase di terminazione avviene quando nel
sito A entra uno dei tre codoni di stop, cui
si lega un fattore di rilascio , perchè a
questi codoni non corrisponde nessun
tRNA
+ polipeptide si sgancia anche dall’ultimo tRNA Perchè il polipeptide diventi poi una proteina, sono neccessarie ulteriori trasformazioni , ma gran parte del lavoro è fatto
