replicazione del DNA

Didascalia alternativa:

replicasse/ riproducesse Per il primo esperimento fu utilizzato un DNA di partenza all'interno di una provetta contenente tre sostanze: quattro nucleotidí del tipo desossiribonucleossido trifosfato un enzima DNA polimerasi (si occupa di unire i nucleotidí) 10 un DNA stampo (ovvero un filamento del DNA di partenza utilizzato come modello della replicazione. Durante la replicazione il filamento di partenza si trovava all'interno del nuovo DNA oppure era usato solo come stampo? Questa domanda ci pone davanti a tre diversi tipi di replicazione →→>Dispersiva Semiconservativa Conservativa Gli studi di Watson e Crick dimostravano che alla base ci fosse un modello semi conservativo, ma questa cosa verrà confermata solo anni dopo Nel 1957 fu condotto un esperimento per capire il modello di replicazione. Per esso fu utilizzato un particolare tipo di isotopo di azoto: azoto 15N, il quale è più pesante del classico azoto14N. Di conseguenza il DNA che conteneva il 15N era pesante, l'altro leggero. DNA vennero presi i batteri Escherichia coli (E.coli) e vennero depositati e fatti crescere su un substrato 15N. Vennero poi spostati su un substrato 14N: Dopo la prima riproduzione Batteri dal peso intermedio (erano No modello conservativo. presenti sia 15N che 14N) Dopo la seconda riproduzione. No modello dispersivo 4 Metà batteri peso intermedio, metà batteri peso leggero La replicazione del DNA avviene attraverso diversi elementi. Devono essere difatti presenti: un gran numero di nucleotidi trifosfati necessari la formazione di una nuova cellula tante proteine un DNA di partenza un Primer (punto di partenza/inizio) un complesso di replicazione È un complesso proteico fondamentale per la replicazione del DNA. -Durante una 1^ fase avviene la despírilizzazione della doppia elica -successivamente i due filamenti si separano totalmente grazie alla DNA elícasi che rompe legami idrogeno. -nella seconda fase i nucleotidí sparsi si agganciano ai nuovi filamenti nel punto 3', mediante legami fosforodiesterici. -i due filamenti stampo separati si legano anche le "proteine leganti il singolo filamento" (SSB), per impedire che i due filamenti si riuniscano tra loro Leading strand Primer Lagging strand Okazaki fragment- DNA polymerase LLLLLERY Filamento di RNA complementare a quello di DNA JOGOO Primase Helicase -il punto da cui ha inizio il complesso di replicazione si chiama "Ori" >Filamenti anti paralleli Lavoriamo con l'immagine: Filamento Veloce 1 Leading strand L'estremità 3' sí avvicina all'apertura della spirale Posizionato il primer, 2). 5 Lagging strand l'allungamento del nuovo filamento avviene senza Intoppi Primer I due filamenti vanno in direzioni opposte Okazaki fragment- Filamento lento. -លាក DNA polymerase Primase Helicase L'estremità 3' si allontana dal centro/apertura della spirale h Lo sviluppo del nuovo filamento avviene a blocchi: frammenti di Okazaki Dell'allungamento del nuovo filamento si occupa la DNA polimerasi (composta da molecole molto grandi). La creazione del nuovo filamento avviene mediante rapporti/legami covalenti tra il nucleotide è un filamento preesistente. Per iniziare questo processo c'è bisogno di un Primer (il quale alla fine della replicazione verrà eliminato e sostituito dal DNA) FRAMMENTI DI OKAZAKI: Essi si sintetizzano come il filamento veloce, quindi aggiungendo nucleotidi all'estremità 3' del filamento. (Il filamento lento avrà bisogno di un altro processo di sintesi, quindi un nuovo primer). Nei batteri, ma anche negli eucarioti è molto simile: 1) la DNA polímerasi parte da un primer il quale sintetizza il frammento di okazaki fino a raggiungere il primer del frammento precedente. 2) A questo punto i due primer vengono sostituiti da un nuovo DNA il quale non si legherà completamente ai frammenti questo perché mancano i legami fosfodiesterici. 3) Questi legami verranno però catalizzati dalla DNA ligasi (un altro enzima) Creazione unico 3' filamento in 3' a b LO Uin C 5' TELOMERI Nelle cellule eucarioti quando viene tolto il primer terminale (ovvero il primer sull'estremita del filamento), come abbiamo visto, esso viene sostituito da un nuovo DNA. Questo DNA non ha però la possibilità di essere sintetizzato perché non ha nulla alla sua estremità. Di conseguenza questo filamento non sintetizzato e una piccola porzione di filamento sintetizzato vengono tagliate Il cromosoma si accorcia Per impedire questo molti eucarioti presentano una sequenza ripetitiva: il telomero Il telomero però non rende la cellula immortale, infatti anche esso subisce le divisioni durante la replicazione Dopo un po' esso smette di funzionare e la cellula muore Per impedire ciò, alcune cellule, come le cellule staminali del midollo osseo, presentano un enzima costituito da RNA: telomerasí. La telomerasi va a ricostruire il pezzo perduto di telomero Cellula immortale CORREZIONE ERRORI Affinché una cellula funzioni e necessario che il DNA si replichi perfettamente. Questo però non accade : il DNA è molto precíso ma allo stesso tempo imperfetto. Molto spesso gli errori provengono dalla DNA polimerasí, la quale produce circa 60.000 mutazioni ogni volta che una cellula si divide. Per far fronte a questo problema le cellule hanno almeno tre soluzioni: 1) correzione delle bozze Ovvero gli errori vengono corretti mano a mano che la DNA polimerasi li compie. 2) la riparazione delle anomalie di appaiamento Il DNA viene esaminato subito dopo la sua replicazione e vengono corretti gli errori di appaiamento 3) riparazione per escissione vengono eliminate e sostituite le basi anomale