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La Struttura e la Complementarità del DNA: Il Materiale Genetico della Vita, Appunti di Biologia Cellulare

La struttura e la composizione del dna, il materiale genetico della cellula, e la regola della complementarità delle basi azotate. Il dna, scoperto da james watson e francis crick nel 1953, è una molecola doppia elica formata da due filamenti antiparalleli composti da nucleotidi, uniti da legami fosfodiesterici e n-glicosidici. Ogni nucleotide contiene un zucchero pentoso, un gruppo fosfato e una base azotata, tra le quali si distinguono l'adenina, la citosina, la guanina e la timina. Le basi azotate si appaiono in coppia complementare, con l'adenina che si lega alla timina e la guanina alla citosina.

Tipologia: Appunti

2023/2024

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DNA
L’acido desossiribonucleico, meglio noto come DNA, è il
materiale genetico della cellula, contenente le
informazioni necessarie per lo sviluppo e il corretto
funzionamento dell’organismo, che verranno trasmesse
dai genitori alla progenie.
Il DNA appartiene alla categoria degli acidi nucleici,
macromolecole i cui monomeri sono chiamati nucleotidi.
Ciascun nucleotide è formato da:
- uno zucchero a 5 atomi di carbonio
- uno o più gruppi fosfato
- una base azotata
Lo zucchero pentoso presente nel DNA è il
desossiribosio, mentre le basi azotate sono:
- adenina
- citosina
- guanina
- timina
Il DNA venne scoperto nel 1953 da James Watson e
Francis Crick.
STRUTTURA
Il DNA ha una struttura a doppia elica”, paragonabile a
quella di una scala a chiocciola, in quanto è formato da 2
filamenti di nucleotidi avvolti l’uno intorno all’altro e
tenuti assieme da legami a idrogeno tra le basi azotate,
che si appaiano in modo specifico secondo la regola
della complementarità.
Quindi i due filamenti sono complementari.
REGOLA DELLA COMPLEMENTARIETÀ DELLE BASI
AZOTATE
L’adenina (A) si appaia con la timina (T), in quanto forma
2 legami a idrogeno
La guanina (G) e la citosina ( C ) si appaiano formando 3
legami a idrogeno.
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DNA

L’acido desossiribonucleico, meglio noto come DNA, è il materiale genetico della cellula, contenente le informazioni necessarie per lo sviluppo e il corretto funzionamento dell’organismo, che verranno trasmesse dai genitori alla progenie. Il DNA appartiene alla categoria degli acidi nucleici, macromolecole i cui monomeri sono chiamati nucleotidi. Ciascun nucleotide è formato da:

  • uno zucchero a 5 atomi di carbonio
  • uno o più gruppi fosfato
  • una base azotata Lo zucchero pentoso presente nel DNA è il desossiribosio, mentre le basi azotate sono:
  • adenina
  • citosina
  • guanina
  • timina Il DNA venne scoperto nel 1953 da James Watson e Francis Crick. STRUTTURA Il DNA ha una struttura a “doppia elica”, paragonabile a quella di una scala a chiocciola, in quanto è formato da 2 filamenti di nucleotidi avvolti l’uno intorno all’altro e tenuti assieme da legami a idrogeno tra le basi azotate, che si appaiano in modo specifico secondo la regola della complementarità. Quindi i due filamenti sono complementari. REGOLA DELLA COMPLEMENTARIETÀ DELLE BASI AZOTATE L’adenina (A) si appaia con la timina (T), in quanto forma 2 legami a idrogeno La guanina (G) e la citosina ( C ) si appaiano formando 3 legami a idrogeno.

A=T

T=A 5’ - ATGCGCTAGCTCATTT - 3’

G=C 3’ - TACGCGATCGAGTAAA - 5’

C=G

I due filamenti, composti da unità ripetute ed alternate di gruppi fosfato e di desossiribosio, costituiscono lo scheletro zucchero-fosfato, mentre le basi azotate sono orientate verso l’asse centrale di quest’ultimo. Il modello di Watson e Crick è paragonato a una scala a chiocciola, in cui i “montanti” sono gli scheletri zucchero-fosfato e i “pioli” sono le basi azotate. I nucleotidi sono uniti tramite legami fosfodiesterici tra il carbonio 3’ di un nucleotide (a cui è legato un gruppo ossidrile) e il carbonio 5’ del nucleotide successivo (a cui è legato il gruppo fosfato), che si formano per condensazione tra il 1 gruppo ossidrile del desossiribosio e l’altro del gruppo fosfato dell’altro. Invece, la base azotata e lo zucchero sono uniti tramite legame N-glicosidico tra il carbonio 1’ del pentoso e l’azoto della base.

Il DNA è una doppia elica ad avvolgimento destrorso, in quanto i due filamenti si avvolgono su se stessi in senso orario. Il diametro dell’elica è pari a 2,5 nanometri e la distanza tra due basi è di 0,34 nanometri. L’elica compie un giro completo (“giro d’elica”) ogni 10 coppie di basi, che corrisponde a ogni 3,4 nm. L’avvolgimento dei due filamenti l’uno sull’altro crea due solchi nella doppia elica: il solco più largo è chiamato solco maggiore e il più piccolo solco minore. CONFORMAZIONI DEL DNA Il DNA ha conformazioni dierenti, 3 delle quali sono presenti in natura:

  1. DNA-B: originariamente descritta da Watson e Crick, ritenuta essere quella predominante nelle cellule.
  2. DNA-A: spirale destrorsa, con un passo di 2,9 nm e un diametro di 2,5 nm. Tale conformazione è presente in condizioni non fisiologiche, quando il DNA viene disidratato.
  3. DNA-Z: tipica delle regioni metilate del DNA e ha un andamento sinistrorso.