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IL DNA - Coggle Diagram
IL DNA
Per il corretto funzionamento della cellula, il DNA deve essere duplicato accuratamente: la duplicazione, seppur molto precisa, può contenere errori fatti dal DNA polimerasi.
Inoltre il DNA che risiede in cellule che non devono dividersi è soggetto a reazioni chimiche che possono danneggiarlo. Pertanto esistono 3 meccanismi di riparazione:
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RIPARAZIONE PER ESCISSIONE: quest'ultimo non è strettamente legato alla duplicazione ma corregge gli errori durante la vita della cellula.
dopo che il DNA si è duplicato, una seconda serie di proteine ricontrolla se ci sono errori nei collegamenti tra le basi azotate. Infine ci sono enzimi che spesso controllano il DNA e quando trovano delle alterazioni, le rimuovono.
DUPLICAZIONE
La duplicazione del DNA avviene in una cellula che sta per dividersi. Pertanto nella Mitosi la cellula madre deve moltiplicare il suo patrimonio genetico per distribuirlo equamente alle cellule figlie.
Innanzitutto bisogna fare una distinzione della duplicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti
Nei procarioti la duplicazione è più semplice: un tratto di DNA viene circondato da una serie di molecole chiamate DNA-A.
queste molecole tendono ad addensarsi nel punto d'origine della duplicazione, formando un'ansa: quest'ultima riesce a staccare una parte del DNA permettendo ai due enzimi, l'Elicasi e Primasi di intervenire.
le anse, in genere, si formano in sequenze ricche di adenina e timina.
Negli eucarioti, invece, la duplicazione è più complessa: ci sono delle sequenze dette replicatori su cui si posizionano molte molecole complesse che riescono a spezzare la doppia elica di DNA e poi entrano in gioco gli altri enzimi.
bisogna inoltre affermare che la duplicazione nei procarioti avviene in un solo punto mentre negli eucarioti in più punti (20/80 punti di origine)
nel punto di origine della duplicazione, il DNA inizia ad aprirsi: dopo l'apertura interviene il DNA polimerasi che sintetizza il filamento di DNA.
il DNA polimerasi viaggia in una sola direzione (5'3') formando il nuovo filamento detto leading. Sul filamento opposto il DNA polimerasi forma il filamento lagging.
Bisogna però ricordare che per tenere aperti i due filamenti di DNA, intervengono le proteine SSB che si posizionano sui filamenti. Nel frattempo l'Elicasi e tutto l'apparato di duplicazione continuano a duplicare i filamenti.
Il DNA polimerasi procede su un'unica direzione (5' => 3') quindi su un filamento il DNA polimerasi procede velocemente; in quello opposto, però, il DNA polimerasi si sposta nella direzione opposta e più lentamente.
Nel primo filamento, la duplicazione avviene in maniera continua mentre nel secondo è frammentata. L'insieme dei frammenti costituiscono i frammenti di Okazaki.
inoltre, il DNA polimerasi ha il compito di controllare che la duplicazione sia avvenuta correttamente.
il DNA polimerasi, però, non può partire da zero con la duplicazione ma ha bisogno del Primer RNA che deve possedere il carbonio 3' legato all'OH libero
la Primasi, poi, sintetizza il primer RNA permettendo così l'avvio della duplicazione.
Nel filamento opposto, sarà necessario che ci sia più di un primer RNA a seconda del numero dei frammenti di Okazaki
Al termine della duplicazione, otteniamo due filamenti nuovi che presentano l'RNA. Pertanto intervengono 2 enzimi per eliminare gli RNA e il DNA polimerasi inserisce negli spazi in cui si trovavano gli RNA altri frammenti di DNA.
Infine, i frammenti di Okazaki vengono uniti dalle Ligasi.
Alla fine si ottengono due doppie eliche identiche, entrambe però per metà nuove
STRUTTURA
è formato da 2 filamenti avvolti tra loro, formando una doppia elica. Questa struttura fu scoperta da Watson e Crick
i filamenti sono legati tra loro dalle basi azotate: A+T, C+G
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La struttura ad elica del DNA non è casuale: con i milioni di nucleotidi, la sequenza può contenere una grande quantità di informazioni.
Il DNA è formato da:
NUCLEOTIDI
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4 BASI AZOTATE
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basi piriminidiche
citosina, timina, uracìle (nell'RNA)
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Bisogna dire che la duplicazione del DNA del filamento lento avviene per aggiunta dei frammenti di Okazaki ai primer di RNA ma, dopo la rimozione del primer terminale, il DNA non può essere più sintetizzato perché non presenta più l'estremità 3'.
quindi il nuovo cromosoma che si è formato con la duplicazione presenta in entrambe le estremità un pezzo di DNA a filamento singolo. Pertanto intervengono dei meccanismi che tagliano la porzione a filamento singolo e il cromosoma si accorcia.
si è scoperto che alle estremità dei cromosomi sono presenti i Telomeri che, con l'intervento di altre proteine, mantengono stabili le estremità del cromosoma.
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APPROFONDIMENTO: i telomeri sono elementi genetici posti alle estremità dei cromosomi e proteggono il DNA. Da essi dipende anche la lunghezza della nostra vita.
Il DNA è una macromolecola (detta anche acido desossiribonucleico) presente nel nucleo di ogni cellula.
Fu scoperto nei primi anni Cinquanta da una biologa inglese di nome Rosalin Franklin con la cristallografia a raggi x in quanto lei voleva studiare la disposizione degli atomi nel DNA.
