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La replicazione, trascrizione e traduzione del DNA: spiegazione chiara e concisa

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Elisa Cocco

16/09/2022

Scienze

duplicazione, trascrizione e traduzione del DNA

La replicazione, trascrizione e traduzione del DNA: spiegazione chiara e concisa

La Biologia molecolare ci svela i segreti della vita attraverso i processi fondamentali che avvengono nelle nostre cellule. La duplicazione del DNA e la trascrizione sono meccanismi affascinanti che permettono alla cellula di conservare e utilizzare l'informazione genetica. In questo percorso esploreremo come il DNA si replichi fedelmente, creando copie identiche di sé stesso attraverso un processo semiconservativo. Scopriremo poi come questa informazione venga trascritta in RNA e infine tradotta in proteine, seguendo il dogma centrale della biologia molecolare. Questi processi, sebbene complessi, sono orchestrati con precisione da enzimi specializzati che garantiscono l'integrità del nostro patrimonio genetico.

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16/09/2022

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duplicazione
passaggi in generale
- la doppia elica si apre
-vengono letti e copiati le basi
secondo le leggi della complementarietà (base c

Vedi

Duplicazione del DNA: processo e meccanismi

La duplicazione del DNA è un processo fondamentale per la trasmissione dell'informazione genetica. Durante questo processo, la doppia elica si apre e ciascun filamento serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento complementare, seguendo la regola dell'accoppiamento delle basi AT,CGA-T, C-G.

Il risultato è una duplicazione semiconservativa, dove ogni nuova molecola di DNA contiene un filamento originale e uno neosintetizzato.

Differenze tra procarioti ed eucarioti

  • Nei batteri procariotiprocarioti: il DNA è circolare e la duplicazione inizia da un singolo punto di origine ORIORI, procedendo in entrambe le direzioni.
  • Negli eucarioti: il processo è più complesso, con migliaia di punti di origine che creano "bolle di replicazione" che si espandono fino a fondersi.

Concetto Chiave: La replicazione del DNA eucarioti è più veloce grazie ai numerosi punti di origine che permettono la sintesi simultanea in più regioni del genoma.

Enzimi coinvolti nella duplicazione

Per la replicazione DNA sono necessari:

  • Nucleotidi
  • DNA stampo
  • Energia ATPATP
  • Complesso enzimatico specializzato

Gli enzimi principali sono:

  1. Elicasi: apre la doppia elica
  2. Proteine destabilizzatrici: mantengono i filamenti separati
  3. DNA polimerasi: sintetizza il nuovo DNA e corregge gli errori
  4. DNA ligasi: salda i frammenti di DNA neosintetizzati

Processo di duplicazione

Il processo avviene in modo diverso sui due filamenti a causa della direzionalità della DNA polimerasi:

  • Filamento veloce 353'-5': sintesi continua
  • Filamento lento 535'-3': sintesi frammentata frammentidiOkazakiframmenti di Okazaki

Il processo richiede:

  • Primer frammentidiRNAframmenti di RNA sintetizzati dalla primasi
  • Rimozione dei primer da parte dell'esonucleasi
  • Sintesi del DNA mancante dalla polimerasi
  • Controllo e correzione degli errori
  • Saldatura dei frammenti dalla ligasi

Nota Importante: La duplicazione del DNA è un processo estremamente preciso con un tasso di errore bassissimo grazie all'attività correttiva della DNA polimerasi.

duplicazione
passaggi in generale
- la doppia elica si apre
-vengono letti e copiati le basi
secondo le leggi della complementarietà (base c

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Trascrizione del DNA in RNA

La trascrizione è il processo attraverso cui l'informazione contenuta nel DNA viene copiata in una molecola di RNA. Questo meccanismo è fondamentale per l'espressione genica e rappresenta il primo passo del dogma centrale della biologia molecolare.

Caratteristiche dell'RNA

L'acido ribonucleico RNARNA differisce dal DNA per tre aspetti principali:

  • È costituito da un singolo filamento
  • Contiene ribosio invece di desossiribosio
  • Presenta uracile UU al posto della timina TT

Concetto Chiave: L'RNA è il messaggero che porta l'informazione dal DNA ai ribosomi, dove avverrà la sintesi proteica.

Tipi di RNA

Esistono diverse classi di RNA, ciascuna con funzioni specifiche:

  • RNA messaggero mRNAmRNA: trasporta l'informazione genetica dal DNA ai ribosomi
  • RNA transfer tRNAtRNA: trasporta gli amminoacidi ai ribosomi
  • RNA ribosomiale rRNArRNA: componente strutturale dei ribosomi

Fasi della trascrizione

La trascrizione avviene in tre fasi principali:

  1. Inizio: l'RNA polimerasi si lega al promotore, una sequenza specifica sul DNA che indica: Dove iniziare la trascrizione Quale filamento trascrivere In quale direzione procedere
  2. Allungamento: l'RNA polimerasi legge il filamento di DNA in direzione 3'→5' e sintetizza l'RNA in direzione 5'→3' antiparalleloantiparallelo.
  3. Terminazione: specifiche sequenze di basi segnalano alla polimerasi di fermarsi.

Approfondimento: Dove avviene la trascrizione del DNA? Negli eucarioti avviene nel nucleo, mentre nei procarioti direttamente nel citoplasma.

Regolazione genica nei procarioti: gli operoni

Nei batteri, i geni sono organizzati in operoni: regioni di DNA che contengono sia i geni da trascrivere sia le sequenze regolative.

Esempi di operoni:

  • Operone lac inducibileinducibile: attivato dalla presenza di lattosio
  • Operone trp reprimibilereprimibile: disattivato dalla presenza di triptofano

Nel caso dell'operone lac:

  • Lattosio assente: il repressore blocca la trascrizione
  • Lattosio presente: il lattosio inattiva il repressore permettendo la trascrizione

Negli eucarioti, l'mRNA deve essere processato aggiuntadi"cappello"allestremitaˋ5e"coda"allestremitaˋ3aggiunta di "cappello" all'estremità 5' e "coda" all'estremità 3' prima di uscire dal nucleo.

Non c'è niente di adatto? Esplorare altre aree tematiche.

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Adoro questa applicazione [...] consiglio Knowunity a tutti!!! Sono passato da un 5 a una 8 con questa app

Stefano S, utente iOS

L'applicazione è molto semplice e ben progettata. Finora ho sempre trovato quello che stavo cercando

Susanna, utente iOS

Adoro questa app ❤️, la uso praticamente sempre quando studio.

 

Scienze

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16 set 2022

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La replicazione, trascrizione e traduzione del DNA: spiegazione chiara e concisa

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Elisa Cocco

@elisacocco_piiv

La Biologia molecolare ci svela i segreti della vita attraverso i processi fondamentali che avvengono nelle nostre cellule. La duplicazione del DNA e la trascrizionesono meccanismi affascinanti che permettono alla cellula di conservare e utilizzare l'informazione genetica. In questo... Mostra di più

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Duplicazione del DNA: processo e meccanismi

La duplicazione del DNA è un processo fondamentale per la trasmissione dell'informazione genetica. Durante questo processo, la doppia elica si apre e ciascun filamento serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento complementare, seguendo la regola dell'accoppiamento delle basi AT,CGA-T, C-G.

Il risultato è una duplicazione semiconservativa, dove ogni nuova molecola di DNA contiene un filamento originale e uno neosintetizzato.

Differenze tra procarioti ed eucarioti

  • Nei batteri procariotiprocarioti: il DNA è circolare e la duplicazione inizia da un singolo punto di origine ORIORI, procedendo in entrambe le direzioni.
  • Negli eucarioti: il processo è più complesso, con migliaia di punti di origine che creano "bolle di replicazione" che si espandono fino a fondersi.

Concetto Chiave: La replicazione del DNA eucarioti è più veloce grazie ai numerosi punti di origine che permettono la sintesi simultanea in più regioni del genoma.

Enzimi coinvolti nella duplicazione

Per la replicazione DNA sono necessari:

  • Nucleotidi
  • DNA stampo
  • Energia ATPATP
  • Complesso enzimatico specializzato

Gli enzimi principali sono:

  1. Elicasi: apre la doppia elica
  2. Proteine destabilizzatrici: mantengono i filamenti separati
  3. DNA polimerasi: sintetizza il nuovo DNA e corregge gli errori
  4. DNA ligasi: salda i frammenti di DNA neosintetizzati

Processo di duplicazione

Il processo avviene in modo diverso sui due filamenti a causa della direzionalità della DNA polimerasi:

  • Filamento veloce 353'-5': sintesi continua
  • Filamento lento 535'-3': sintesi frammentata frammentidiOkazakiframmenti di Okazaki

Il processo richiede:

  • Primer frammentidiRNAframmenti di RNA sintetizzati dalla primasi
  • Rimozione dei primer da parte dell'esonucleasi
  • Sintesi del DNA mancante dalla polimerasi
  • Controllo e correzione degli errori
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Trascrizione del DNA in RNA

La trascrizione è il processo attraverso cui l'informazione contenuta nel DNA viene copiata in una molecola di RNA. Questo meccanismo è fondamentale per l'espressione genica e rappresenta il primo passo del dogma centrale della biologia molecolare.

Caratteristiche dell'RNA

L'acido ribonucleico RNARNA differisce dal DNA per tre aspetti principali:

  • È costituito da un singolo filamento
  • Contiene ribosio invece di desossiribosio
  • Presenta uracile UU al posto della timina TT

Concetto Chiave: L'RNA è il messaggero che porta l'informazione dal DNA ai ribosomi, dove avverrà la sintesi proteica.

Tipi di RNA

Esistono diverse classi di RNA, ciascuna con funzioni specifiche:

  • RNA messaggero mRNAmRNA: trasporta l'informazione genetica dal DNA ai ribosomi
  • RNA transfer tRNAtRNA: trasporta gli amminoacidi ai ribosomi
  • RNA ribosomiale rRNArRNA: componente strutturale dei ribosomi

Fasi della trascrizione

La trascrizione avviene in tre fasi principali:

  1. Inizio: l'RNA polimerasi si lega al promotore, una sequenza specifica sul DNA che indica: Dove iniziare la trascrizione Quale filamento trascrivere In quale direzione procedere
  2. Allungamento: l'RNA polimerasi legge il filamento di DNA in direzione 3'→5' e sintetizza l'RNA in direzione 5'→3' antiparalleloantiparallelo.
  3. Terminazione: specifiche sequenze di basi segnalano alla polimerasi di fermarsi.

Approfondimento: Dove avviene la trascrizione del DNA? Negli eucarioti avviene nel nucleo, mentre nei procarioti direttamente nel citoplasma.

Regolazione genica nei procarioti: gli operoni

Nei batteri, i geni sono organizzati in operoni: regioni di DNA che contengono sia i geni da trascrivere sia le sequenze regolative.

Esempi di operoni:

  • Operone lac inducibileinducibile: attivato dalla presenza di lattosio
  • Operone trp reprimibilereprimibile: disattivato dalla presenza di triptofano

Nel caso dell'operone lac:

  • Lattosio assente: il repressore blocca la trascrizione
  • Lattosio presente: il lattosio inattiva il repressore permettendo la trascrizione

Negli eucarioti, l'mRNA deve essere processato aggiuntadi"cappello"allestremitaˋ5e"coda"allestremitaˋ3aggiunta di "cappello" all'estremità 5' e "coda" all'estremità 3' prima di uscire dal nucleo.

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Traduzione dell'RNA in proteine

La traduzione è il processo mediante il quale le informazioni contenute nell'mRNA vengono convertite in sequenze di amminoacidi per formare proteine.

Il codice genetico

Il codone è una sequenza di tre nucleotidi consecutivi nell'mRNA che codifica per un amminoacido specifico.

Caratteristiche del codice genetico:

  • Esistono 64 combinazioni possibili di triplette
  • Il codice è degenerato: più codoni possono codificare per lo stesso amminoacido
  • Ogni codone corrisponde a un solo amminoacido

Concetto Chiave: Il codice genetico è universale, cioè è utilizzato da quasi tutti gli organismi viventi, a dimostrazione dell'origine comune della vita sulla Terra.

Componenti necessarie per la traduzione

Per la traduzione sono necessari:

  • mRNA ilmessaggiodatradurreil messaggio da tradurre
  • Ribosomi rRNA+proteinerRNA + proteine
  • Amminoacidi
  • tRNA trasportatoridegliamminoaciditrasportatori degli amminoacidi

Il tRNA ha una struttura a trifoglio con:

  • Un sito di legame per l'amminoacido
  • Un anticodone complementare al codone dell'mRNA

Fasi della traduzione

  1. Inizio: la subunità minore del ribosoma si lega all'mRNA, il primo tRNA conlamminoacidometioninacon l'amminoacido metionina si posiziona nel sito P.
  2. Allungamento: Il ribosoma ha tre siti: A entrataentrata, P peptidilepeptidile ed E uscitauscita Un nuovo tRNA entra nel sito A Si forma un legame peptidico tra i due amminoacidi Il ribosoma si sposta, il tRNA vuoto esce dal sito E
  3. Terminazione: quando si raggiunge un codone di stop, la catena polipeptidica viene rilasciata.

Approfondimento: La trascrizione e traduzione del DNA sono processi separati negli eucarioti latrascrizioneavvienenelnucleo,latraduzionenelcitoplasmala trascrizione avviene nel nucleo, la traduzione nel citoplasma, mentre nei procarioti possono avvenire simultaneamente.

Maturazione delle proteine

La catena polipeptidica appena sintetizzata non è ancora una proteina funzionale:

  • Deve assumere la corretta conformazione tridimensionale
  • Può subire modifiche post-traduzionali nell'apparato di Golgi comelaglicosilazionecome la glicosilazione
  • Alcune proteine vengono marcate con ubiquitina per essere degradate nel proteosoma

Il trasporto delle proteine fuori dalla cellula avviene per esocitosi, mediante vescicole derivate dall'apparato di Golgi.

Gli small RNA nel citoplasma svolgono funzioni degradative simili al proteosoma, contribuendo al controllo qualità delle proteine.

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Recensioni dei nostri utenti. Ci adorano - e anche tu, vedrai .

4.9/5

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4.8/5

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L'applicazione è molto facile da usare e ben progettata. Finora ho trovato tutto quello che cercavo e ho potuto imparare molto dalle presentazioni! Utilizzerò sicuramente l'app per i compiti in classe! È molto utile anche come fonte di ispirazione.

Stefano S

utente iOS

Questa applicazione è davvero grande! Ci sono tantissimi appunti e aiuti con lo studio [...]. La mia materia problematica, per esempio, è il francese e l'app ha così tante opzioni per aiutarmi. Grazie a questa app ho migliorato il mio francese. La consiglio a tutti.

Samantha Klich

utente Android

Wow, sono davvero stupita. Ho appena provato l'app perché l'ho vista pubblicizzata molte volte e sono rimasta assolutamente sbalordita. Questa app è L'AIUTO che cercate per la scuola e soprattutto offre tantissime cose, come allenamenti e schede, che a me personalmente sono state MOLTO utili.

Anna

utente iOS

È bellissima questa app, la adoro. È utilissima per lo studio e mi aiuta molto, anzi moltissimo, ma soprattutto mi aiutano molto i quiz, per memorizzare anche quello che non sapevo

Anastasia

utente Android

Fantastica per qualsiasi materia avere gli appunti anche di altre persone è molto utile perchè posso confrontarmi e vedere come migliorarmi. con i quiz riesco ad apprendere al meglio.

Francesca

utente Android

moooolto utile,gli appunti sono belli e funzionanti,schoolGPT da dei consigli formidabili!!

Marianna

utente Android

L'applicazione è semplicemente fantastica! Tutto ciò che devo fare è inserire l'argomento nella barra di ricerca e ottengo la risposta molto velocemente. Non devo guardare 10 video di YouTube per capire qualcosa, quindi risparmio tempo. Consigliatissima!

Sudenaz Ocak

utente Android

A scuola andavo malissimo in matematica, ma grazie a questa applicazione ora vado meglio. Vi sono molto grato per aver creato questa app.

Greenlight Bonnie

utente Android

Knowunity è un applicazione fantastica,considerando che ha degli schemi veramente molto carini e sfiziosi e che ci sono dei quiz,oltre al fatto che questa cosa dell intelligenza artificiale "school gpt" è almeno per me molto utile, perché a differenza di Chatgpt ti da le spiegazioni, ti spiega ciò che non è chiaro! Posso studiare più velocemente tramite gli schemi e che posso pubblicare io stessa gli schemi è una funzione utilissima per gli altri studenti. Knowunity è PERFETTA

Aurora

utente Android

L’app funziona benissimo e puoi trovare qualsiasi tipo di informazione. Non ho l’abbonamento ma la parte gratuita è sufficiente per uno studio approfondito.

Martina

utente iOS

in questi ultimi mesi di scuola dove il tempo è ormai poco, mi sta aiutando molto perché piuttosto che farmi io gli schemi su quello che leggo sul libro guardo questi già fatti e li uso come ripasso piuttosto che rileggermi tutto il libro

Chiara

utente IOS

Questa app è una delle migliori, nient’altro da dire.

Andrea

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L'applicazione è molto facile da usare e ben progettata. Finora ho trovato tutto quello che cercavo e ho potuto imparare molto dalle presentazioni! Utilizzerò sicuramente l'app per i compiti in classe! È molto utile anche come fonte di ispirazione.

Stefano S

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Questa applicazione è davvero grande! Ci sono tantissimi appunti e aiuti con lo studio [...]. La mia materia problematica, per esempio, è il francese e l'app ha così tante opzioni per aiutarmi. Grazie a questa app ho migliorato il mio francese. La consiglio a tutti.

Samantha Klich

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Wow, sono davvero stupita. Ho appena provato l'app perché l'ho vista pubblicizzata molte volte e sono rimasta assolutamente sbalordita. Questa app è L'AIUTO che cercate per la scuola e soprattutto offre tantissime cose, come allenamenti e schede, che a me personalmente sono state MOLTO utili.

Anna

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È bellissima questa app, la adoro. È utilissima per lo studio e mi aiuta molto, anzi moltissimo, ma soprattutto mi aiutano molto i quiz, per memorizzare anche quello che non sapevo

Anastasia

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Fantastica per qualsiasi materia avere gli appunti anche di altre persone è molto utile perchè posso confrontarmi e vedere come migliorarmi. con i quiz riesco ad apprendere al meglio.

Francesca

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moooolto utile,gli appunti sono belli e funzionanti,schoolGPT da dei consigli formidabili!!

Marianna

utente Android

L'applicazione è semplicemente fantastica! Tutto ciò che devo fare è inserire l'argomento nella barra di ricerca e ottengo la risposta molto velocemente. Non devo guardare 10 video di YouTube per capire qualcosa, quindi risparmio tempo. Consigliatissima!

Sudenaz Ocak

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A scuola andavo malissimo in matematica, ma grazie a questa applicazione ora vado meglio. Vi sono molto grato per aver creato questa app.

Greenlight Bonnie

utente Android

Knowunity è un applicazione fantastica,considerando che ha degli schemi veramente molto carini e sfiziosi e che ci sono dei quiz,oltre al fatto che questa cosa dell intelligenza artificiale "school gpt" è almeno per me molto utile, perché a differenza di Chatgpt ti da le spiegazioni, ti spiega ciò che non è chiaro! Posso studiare più velocemente tramite gli schemi e che posso pubblicare io stessa gli schemi è una funzione utilissima per gli altri studenti. Knowunity è PERFETTA

Aurora

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L’app funziona benissimo e puoi trovare qualsiasi tipo di informazione. Non ho l’abbonamento ma la parte gratuita è sufficiente per uno studio approfondito.

Martina

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in questi ultimi mesi di scuola dove il tempo è ormai poco, mi sta aiutando molto perché piuttosto che farmi io gli schemi su quello che leggo sul libro guardo questi già fatti e li uso come ripasso piuttosto che rileggermi tutto il libro

Chiara

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Questa app è una delle migliori, nient’altro da dire.

Andrea

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