Genially senza titolo

Struttura del DNA

Grazie alla cristallografia a raggi X nei primi anni 50 Rosalind franklin sondò il DNA per capire come erano disposti gli atomi, rimanendo pultroppo... secca

Composizione chimica DNA

Nel 1950 il chimoco Erwin Chargaff riscontrò dei componenti costanti nella composizione chimica

Tempo dopo Watson e Crick unirono le tessere del puzle

Le caratteristiche strutturali della catena di DNA

Il DNA è formato a doppia elica: lo possiamo immaginare come una scala a chiacciola che ha le rignhiere formate da zuccheri e gruppi fosfati alternati e gli scalini formati dai legami ad idrogeno tra le basi

I legami ad H hanno stessa lunghezza e la scala ha un diametro costante in oltre compie un giro completo ogni 10 basi perchè i legami sono ruotati tra loro di 36*

La catena polipeptidica è formata da nucleotidi Questi sono tenuti insieme da i legami che il gruppo fosfato (in figura in giallo) fà col carbonio 5' del desossiribosio (in blu) e con l'ossigeno legato al carbonio 3' del desossiribosio precedente (cerchiati in rosso) lo zucchero ed il gruppo fosfato formano l'ossatura della molecola I legami avvengono grazie alla condensazione dei gruppi ossidrili del desossiribosio e del gruppo fosfato (evidenziati in verde)

Le due catene sono complementari perchè le basi azotate si legano ai loro corrispondenti tramite legami ad idrogeno (deboli) (in figura segnati in rosso) che si rivolgono verso il centro la adenina forma 2 legami con la timina e la guanina 3 legami con la citosina questo è lo standard universale per tutte le molecole di DNA e prende il nome di COMPLEMENTARIETA' DELLE BASI

Le 2 catene oltre ad essere complementari sono però anche ANTIPARALLELE ovvero orientate in direzioni opposte. Infatti le estremità libere (non legate ad un altro nucleotide) del carbonio 5' e 3' sono orientate in un filamento 3-5 e nell'altro 5-3

Le funsioni della molecola di DNA

Nel modello erano descritte le 2 funsioni principali del DNA

Deposito informazioni genetiche

Può replicarsi nella fase S del ciclo cellulare

Può replicarsi

i 3 modelli

c'erano 3 modi teorizati in cui il DNA si poteva duplicare

• conservativo
• semiconservativo
• dispersivo

Può replicarsi

Scoperta

il biochimico Arthur Kornberg fù il primo a dimostrare che il DNA era sintetizabile in una provetta con 3 tipi di sostanze

L'esperimento però non dimostrava il "come" il DNA si replicasse

"SI PUò FAAAAREEE

"SI ma... come?

desossiribonucleosidi trifosfati (con 3 gruppi fosfati e non 1) contenenti una base azotata (A, G, T, C) attaccata allo zucchero

Enzima DNA polimerasi (fà parte del complesso di duplicazione)

un DNA stampo

La replicazione del DNA

procediamowe're go!

Ingredienti:

desossiribonucleosidi trifosfati (con 3 gruppi fosfati e non 1) contenenti una base azotata (A, G, T, C) attaccata allo zucchero

un DNA stampo

primer di RNA (innesco)

Filamento veloce filamento lento

il "filamento veloce" ha bisogno di un solo primer e con quello inizia e finisce la trascrizione: questo perchè le estremità 3' si trovano in direzione dell'apertura

la direzione è "sbagliata" perché se la forcella si apre verso destra la DNA polimerasi sintetizza verso sinistra; per arginare il problema più polimerasi sintetizzano pezzettini discontinui di DNA (chiamati frammenti di ocazachi, dallo scienziato che li scoprì) che si alternano con i pezzettini (in verde) di RNA

Despiralizazione e appaiamento per complementarietà

La DNA topoisomerasi fanno rilassare la molecola e la denaturalizzano, quindi la "sciolgono"

I due filamenti di DNA vengono separati dalla DNA elicasi

Le SSB li mantengono separati

La primasi sintetizza il primer: Un breve filamento di RNA che avvia la sintetizzazione del nuovo filamento di DNA e che poi viene rimosso e sostituito con il nuovo filamento di DNA

Sostituzione dei primer

certo il DNA non può restare con un DNA frammentato ed alternato da RNA: và SOSTITUITO

E' anche detta da qualcuno proteina "cipster"

anche detta da qualcuno proteina "cetriolo"

Le cellule non possono replicarsi per sempre

Quando la DNA polimerasi 1 sostituisce al filamento lento l'ultimo pezzettino di rna, quello che si trova alla fine del filamento NON PUò PIù SINTETIZZARNE ALTRO, questo perchè l'estremità libera di DNA alla fine non sarà 3' (eh troppo facile sennò) bensì 5', avremmo quindi un filamento stampo "di troppo"

avvicinati

abbiamo però proprio in questa estremità "in più" una serie di sequenze che "non ci servono" e che quando arriva il momento possono essere tagliate

telomero

alcune cellulari, contenute ad esempio nel midollo osseo si chiamano "staminali"

Le forcelle di replicazione

Le forcelle di replicazione sono quelle zone del DNA che si svolgono, esponendo le basi azotate, e si allargano in senzo circolare in entrambe le direzioni, man mano che il comlesso di replicazione, a partire dal punto d'origine (ori) lavora e replica.

La replicazione fà errori

La dna polimerasi è Sì molto precisa ma è anch'essa imperfetta e quindi a volte fà errori: per corregerli la cellula ha vari sistemi

Dai geni alle proteine

La scoperta

"Come viene espresso un gene (il suo fenotipo) in un organismo vivente???" 2 scenziati, Beadle e Tatum, fecero un...

Exsperimentoooooo

Un gene un enzimaaa!

da questo i due capirono che ogni gene del DNA sintetizzava un enzima che poi serviva per l'organismo, e che la sua funzione ed il suo lavoro mediava l'espressione del fenotipo

Poi la definizione ebbe delle specificazioni: ad oggi infatti sappiamo che un gene sintetizza solo UNA catena polipeptidica e gli enzimi, o le proteine, possono avere diverse catene polipeptidiche

Un gene esprime un polipeptide

Come?

Bene bello bravi ma... come avviene il passaggio tra gene e proteina? La biologia deve rispondere proprio a questa domanda perchè è il principio che infondo regola l'esistenza della vita!

"SI PUò FAAAAREEE

"SI ma... come?

Ecco che ci viene in aiuto dinuovo il nostro eroe: Francis CriK!

scansati superman!

La trascrizione ed il messaggero

per rispondere al primo questio, Crick, ipotizzò che nel nucleo si sintetizzasse, per copia complemantare del DNA, un RNA e che fungesse da "messaggero", dove vi erano trascritte tutte le info genetiche. Questo spostandosi nel citosol e a livello dei ribosomi fungesse da stampo per la produzione delle proteine

La trascrizione, la modalità con la quale si crea l'RNA è suddivisa in 3 fasi: inizio, allungamento, terminazione

Iniziamo

fase di terminazione

Il codice genetico

La sequenza di nucleotidi che compone l' mRNA (e quindi, per complementarietà, il gene sul DNA) contiene le informazioni necessarie a reclutare e mettere in ordine gli amminoacidi per i polipeptidi: è il linguaggio del codice genetico

ogni codone specifica uno e un solo amminoacido si dice che il codice non è AMBIGUO

Il codice genetico è ridondante

il codice genetico è universale

Il tRNA

Per spiegare in che modo una sequenza di DNA si trasforma nella sequenza di amminoacidi di un polipeptide, Crick ipotizzò l’ipotesi dell’adattatore: una molecola capace di legarsi in modo specifico a un amminoacido e di riconoscere una sequenza di nucleotidi: IL tRNA

Le funsioni del tRNA

la confugurazione è esattamente come l'aveva immaginata crick: con 2 siti attivi: uno per associarsi col codone complementare, l'altro (il sito di attacco) sull'estremità 3' per caricarsi dell'amminoacido contiene fra 70-80 nucleotidi

LA TRADUZIONE

STRUTTURA

Elemento fondamentale per la formazione della catena è il ribosoma

struttura

i ribosomi

la traduzione: le tappe

inizio

allungamento

terminazione

Informazioni supplementari

Quando una proteina si stà formano la secuenza di amminoacidi di cui è composta dà 4 informazioni

Ci possono appunto essere delle specifiche sequenze che fungono da "etichette segnale" che direzionano fuori o all'interno del nucleo la cellula

eh si tipo queste

"bene la tua traduzione è finita sganciati e posizionati in un organulo"

"assumi questa forma tridimenzionale per poter interaggire con altre molecole"

"interrompi la traduzione e spostati nel reticolo endoplasmatico ruvido per essere modificata"

"..."

l'importanza di queste "etichette" è evidente nella mucolipidosi di tipo 2 una malattia genetica rara che causa la morte in tenera età

chi ha questa malattia è sprovvisto di determinate etichette degli enzimi che servono nelle vescicole dei lisosomi, senza questi gli enzimi non verranno mai recapitati nei lisosomi

Le mutazioni sono cambiamenti del DNA

In qualsiasi cellula del corpo durante il ciclo cellulare nel replicarsi il DNA può subbire degli errori e MUTARE

tipi di malattie genetiche (non tutte si ereditano)

effetti delle mutazioni genetiche (non tutte si vedono)

mutazioni condizionali

Tre categorie di mutazioni

mutazioni puntiformi riguardano solo la variazione di basi nucleotidiche

le mutazioni cromosomiche riguardano i cromosomi

malattie cariotipiche

Mutageni naturali

molte sostanze mutanti non sono solo chimiche ma anche naturali

- nitriti, usati per conservare le carni.: vengono convertiti nel reticolo endoplasmatico liscio (REL) in nitrosammine, fortemente mutagene. - aflatossina, che è prodotta dalla muffa del genere Aspergillus: viene convertita nel reticolo endoplasmatico in un prodotto che causa mutazioni. -Alcuni isotopi prodotti nei reattori nucleari e le esplosioni delle bombe nucleari sono cer- tamente pericolosi. (1945 bomba nucleare, sopravvissuti di hiroshima)

- la luce solare può causare mutazioni: interessa la timina e, in minor parte, le altre basi del DNA. - benzopirene che si trova nel catrame, nei fumi esausti delle automobili, nel cibo cotto alla brace e nel fumo di sigarette.

Salute

Sono stati compiuti alcuni traguardi in questo ambito per ridurre le sostanze, apparentemente innocue, che causano mutazioni

Riportiamo qui due esempi. • Il protocollo di Montreal è l’unico accordo sull’ambiente firmato da tutti i membri delle Nazioni Unite. Vieta i clorofluorocarburi e altre sostanze che causano l’assottigliamento dello strato di ozono nell’alta atmosfera terrestre. Questa riduzione comporta l’aumento della radiazione ultravioletta, possibile causa di mutazioni somatiche che provocano il cancro alla cute. • Il divieto del fumo di sigarette si è velocemente dif- fuso nel mondo. Il fumo da sigarette causa il cancro perché aumenta l’esposizione delle cellule somatiche dei polmoni e della gola al benzopirene e ad altre so- stanze cancerogene.

qui fà vedere le emissioni di carbonio ed il progetto a diminuirle col passare del tempo

Come si esprimono le malattie genetiche

se è vera l'espressione "un gene un polipeptide" è anche vera "un gene mutato una proteina del tipo mutato (wild)"

Abbiamo quindi proteine non fnzionanti, anormalità in enzimi causano malattie genetiche

Anemia falciforme

Caratteristiche genoma procariote

1995: un gruppo di ricercatori capeggiato da Craig venter e Hamilllon smith riuscì a sequenziare il primo DNA di un procariote

col passare del tempo di questi piccoli esseri viventi abbiamo capito 3 caratteristiche del loro genoma

la regolazione genica

iin un batterio le proteine vengono sintetizzate in base ai fattori esterni: se il batterio ha bisogno di una specifica proteina la produce sennò no

ecolia è un ottimo esempio di regolazione genica in quanto è un coinquilino del nostro intestino e le continue variazioni chimiche rappresentano una sfida metabolica per il batterio

operone

è la sequenza trascrizionale presente nel genoma dei batteri che ha uno o più geni strutturali associati (attaccati) e dalle sequenze che ne regolano l'espressione

tutti gli elementi di questa sequenza sono un unico blocco chiamato "operone" o unità di trascrizione

i tre geni strutturali condividono uno stesso promotore: da qui la rna polimerasi si legherà per iniziare la trascrizione

dopo il promotore abbiamo una breve sequenza di DNA chiamata operatore: questa si legherà ad una proteina regolatrice il "repressore" quando accade questo la dna polimerasi si blocca all'altezza dell'promotore e la trascrizione si blocca, quando l'operatore non è legato al "repressore" la trascrizione può andare avanti Abbiamo 2 tipi di operatori: inducibili- l'operatore viene bloccato stabilmente dal repressore e viene sbloccata solo quando un "induttore" giunge dall'esterno reprimibili- il repressore si attiva solo in presenza di una molecola esterna chiamata "corepressore"

questi 3 geni strutturali sono vicini tra loro perchè vanno trascritti insieme sullo stesso RNA infatti gli uni senza gli altri sono inutili

alla fine c'è un terminatore: sequenza che segnala alla RNA polimerasi che la trascrizione è terminata

ogni operone è regolato da un gene regolatore che codifica la proteina repressore che si lega all'operatore

La composizione delle molecole di DNA non è influenzata da fattori esterni o dall'età dell'organismo

Nei quattro tipi di tessuti del corpo umano di un individuo, ed in quelli di qualsiasi essere vivente, le percentuali di A C T e G sono sempre le stesse

Le cause possono essere naturali o indotte

Cause naturali possono essere duplicazioni errate del DNA nella mitosi

Cause indotte spesso sono fattori esterni come Raggi X, radiazioni nucleari, e contatto a sostanze chimiche

in effetti il meccanismo della meiosi non è perfetto - le basi sono instabili: una base può prendere temporaneamente una 2a forma e quindi appaiarsi male -le basi possono cambiare per una reazione chimica: ad esempio la C può trasformarsi in U se perde uno specifico gruppo - la DNA polimerasi compie alcuni errori: questi possono sfuggire alla correzione - il meccanismo della meiosi può sbagliare per una non-disgiunzione (gli omologhi non si separano) può nascere una aneuplodia, Oppure i cromosomi possono rompersi generando mutazioni cromosomiche.

Anche le mutazioni indotte presentano vari meccanismi di alterazione del DNA. Alcune sostanze chimiche possono convertire una base in un’altra, altre sostanze danneggiano le basi. Le radiazioni (come i raggi X o i raggi UV) possono alterare o rompere il DNA.

però è importate ricordare che nei procarioti si apre una sola forcella perchè il filamento è più corto e circolare il nostro è molto più complicato e intrecciato

ci sono 2 tipi di malattie genetiche: somatiche e germinali

le malattie delle cellule del soma (corpo) vengono ereditate nella replicazione e vengono trasmesse alle cellule discendenti *ma nello stesso organismo*

le malattie germinali riguardano cellule della produzione di ovaie e spermatozoi e quando avviene la fecondazione trasmettono il difetto all nuovo organismo

L'etichetta in questione può direzzionare la proteina in diversi compartimenti cellulari ed organuli

In tal caso

esistono 2 tipi

• inducibili
• reprimibili

inducibile è un operone che blocca stabilmente la DNA polimerasi e viene rimosso solo con una molecola sergnale chiamata "induttore"

reprimibile è un operone che entra in funzione solo iun presenza di una molecola chiamata "corepressore"

alla comparsa dell'induttore il repressore ha cambiato forma: sono proprioo questi cambiamenti che permettono il suo fuinsionaento

Nelle cellule NON staminali ogni replicazione PERDIAMO un pezzo "inutile" di DNA quando però questo strato "protettivo" finisce le basi azotate del DNA non sono più in grado di partecipare alla sintesi

Toh Ecco perchè invecchiamo

La terminazione avviene quando nel sito A entra uno dei tre codoni di stop: il ciclo di allungamento si arresta e la traduzione ha termine. Questi non codificano nessun amminoacido e non si legano a un tRNA, ma a un fattore di rilascio che consente l’idrolisi del legame fra la catena polipeptidica e il tRNA nel sito P. A questo punto il polipeptide appena terminato si separa dal ribosoma, al culmine c'è l'amminoacido di metionina La catena polinucleotidica rilasciata dal ribosoma non è necessariamente già funzionale. Avverranno una serie di modificazioni post-traduzionali che possono influire sul ruolo e sulla funzione del polipeptide.

la tRNA ha il compito di associare l'info contenuta dei codoni del mRNA con specifici amminoacidi, ogni amminoacido abbiamo uno specifico tRNA

Per farlo la molecola ha 3 funzioni

si carica di un amminoacido grazie un enzima attivante specifico chiamato amminoacil-tRNA-sintetasi

si associa alle molecole di mRNA

interaggisce coi ribosomi

Il messaggio che L'RNAm porta può essere visto come un testo in cui le parole sono composte da gruppi di 3 lettere (le basi azotate): i "codoni" complementari a quelli del DNA

Con 4 lettere e 3 posti possono crearsi molte più combinazioni (64*4^3) rispetto ai soli 20 amminoacidi che si sintetizzano

infatti a quasi tutti gli amminoacidi corrispondono più codoni: si dice che il codice genetico è "ridondante" un solo amminoacido può essere sintetizzato da più codoniPerò non è ambicuo: ovvero un codone non può sintetizzare più amminoacidi

tipo quando una persone è PETULANTE

Grazie alla complementarietà delle basi azotate, ed alla debolezza dei legami ad idrogeno, i 2 filamenti possono essere staccati ed utilizati come stampo in seguito per produrre un altro filamento di DNA identico

Alcune mutazioni si manifestano nel fenotipo SOLO in determinate condizioni dette RESTRITTIVE, ad esempio molte mutazioni riguardanti i pelo degli animali si manifestano solo in zone in cui il calore corporeo è più alto o più basso

La riparazione delle anomalie di appaiamento avviene subito dopo la replicazione del DNA. Quindi passa la DNA Polimerasi I

La polimerasi si accorge degli errori perchè le basi azotate subbiscono delle variazioni chimiche Tasso di errore una base ogni 10.000.000.000

L'anemia falciforme é una mutazione genetica di senzo recessiva che. Colpisce di più chi ha antenati nei tropici

L'anemia falciforme é causata da un mal funzionamento di un enzima della beta emoglobinaDi conseguenza il globuli rossi assumono una forma falciforme, questi sono incapaci di portare ossigeno e spesso si incastrano nei vasi sanguigni danneggiando gli organi

Le malattie riguardanti emoglobina non sempre influenzano e il 5% della popolazione mondiale ha almeno una mutazione

L'allungamento continua: mentre nel sito P il tRNA del codone di inizio si slega dell'amminoacido nel sito A entra il 2o il cui amminoacido viene legato alla metionina ormai libera poi il 1o tRNA si sposta nel sito E dove, libero, viene rilasciato nel citosol, intanto il 2o nel sito A cede il suo amminoacido e nel sito P si allinea il 3o anticodone col codone del mRNA, in oltre il 3o amminoacido viene legato al 2o

Con il suo linguaggio: la sequenza lineare di basi azzotate, il DNA può accumulare una grandissima quantità di informazioni responsabili delle differenze tra i regni degli esseri viventi

molte malattie genetiche, come la fenichetonuria (PKU) sono dipese dalla perdita della funzione di un enzima

in questo caso il malfunzionamento sta nell'enzima PAH che converte la felinanina in tirossina, se la conversione non avviene la felanina viene accumulata nel sangue e questo causa un ritardo mentale sono state individuate più di 400 mutazioni del gene PAH, tutte coinvolte nella malattia

Centinaia e centinaia di patologie umane derivano da malfunzionamenti enzimatici. Alcune di queste purtroppo causano ritardo mentale e morte prematura.

Alcune mutazioni producono cambiamenti in amminoacidi che non hanno effetti clinici evidenti. Questo perchè ci possono essere numerose mutazioni di un gene: alcuni producono proteine che funzionano normalmente, mentre altri possono produrre varianti che causano patologie.

Si socprì che il DNA era a forma di elica

il codice è quasi universale, cioè nella maggior parte delle specie un codone specifica sempre lo stesso amminoacido. Quindi il codice deve essersi affermato in tempi remoti e da allora si è conservato immutato du- rante tutta l’evoluzione.

Si conoscono solo poche eccezioni che ad ogni modo sono minimali

Complesso di replicazione complesso proteico che catalizza le reazioni necessarie alla replicazione.

• Topoisomerasi: consentono il rilassamento e quindi lo srotolamento della molecola di DNA
• DNA elicasi rompe i legami deboli ad idrogeno tra le basi azotate per separare i 2 filamenti
• SSB: si legano ai filamenti staccati per impedire che si riassociino
• DNA polimerasi: fà in modo che i nucleotidi con le basi complementari appaiate con il filamento stampo si legano tra loro

esattamente a metà della molecola c'è un sito chiamato "anticodone" che costituisce il sito di appaiamento al codone complementare da "tradurre"

nell'estremità finale 3' della molecola vi è un sito di attacco per l'amminoacido dove quest'ultimo vi si attaccherà secondo legami covalenti; in oltre il legame sarà ricco di energia che servirà in seguitò per legare tutti gli amminoacidi in un unica catena

la configurazione tridimensionale della molecola è mantenuta da legami ad idrogeno tra tratti di basi nucleotidiche complementari

i geni che codificano gli enzimi come questo si chiamano "strutturali": geni che codificano proteine che svolgono ruolo enzimatico, strutturale, di riserva, di difesa

la fonte di energia prediletta da e coli è lo zucchero perchè più facile da assimilare, ma non sempre è disponibile nell'intestino umano

Il batterio però può trovarsi sommerso dal latte, per recuperare il glucosio da esso deve attivare l'azione di 3 proteine tra cui la B-galattosidasi che separa il glucosio dal galattosio

è la b-galattosidasi che scinde il legame tra glucosio e galattosio

ecco una molecola di lattosio

in situazioni normali nel E coli ci sono solo 2 molecole come queste

quando invece il batterio è sommerso dal latte può produrre fino a 3000 molecole di Bgalattosidasi che si arresteranno quando non serviranno più e si diluiranno durante le varie divisioni cellulari

la correzione di bozze avviene mentre il DNA passa per il complesso di replicazione

tasso di errore 1 base ogni 10.000

CODONE

ANTI-CODONE

SITO DI ATTACCO

AMMINOACIDO

TIPO COSì

Gli effetti delle mutazioni

Una mutazione silente non ha effetto nel fenotipo, (sul corpo dell'individuo) in pratica il genotipo (la sequenza dei nucleotidi del DNA) è mutata ma magari è una sequenza che non codifica una proteina o magari è sostituibile da un altra sequenza (il codice genetico è RIDONDANTE)

in questo caso la proteina perde la sua funzione e non è più utile nell organismo. Ma tranquilli spesso questo tipo di allele è RECESSIVO perchè l'altro allele naturale riesce a sintetizzare abbastanza proteine sane per rimpiazzare l'altro

In questo caso la funzione della proteina è CAMBIATA. Questo tipo di allele mutato non dà spazio all'altro allele (i geni noi ce li abbiamo in coppie eh) e quindi è generalmente DOMINANTE (non c'è scampo)

Il codice genetico "dice" quali sequenze indicano QUEL amminoacido

in oltre abbiamo anche 1 codone che fà da segnale di inizio per la traduzione delle proteine e 3 che la interrompono

le estremità libere, quelle ALLA FINE DELLLA CATENA, si distinguono perchè: l'estremità 5' alla fine si collega con un gruppo fosfato, l'estremità 3' non ha legato NIENTE

estremità 5' legata ad un gruppo fosfato

estremità libera 3' non legata a niente nella catena polinucleotidica attacca un nucleotidica ad un altra

Struttura

Ogni ribosoma è costituito da due subunità, una maggiore e una minore

Un tRNA carico scorre tra un sito e l’altro seguendo un ordine preciso.

Negli eucarioti, la subunità maggiore è composta da tre molecole diverse di RNA ribosomiale (rRNA) e da 45 mo- lecole proteiche differenti.

Sulla subunità maggiore del ribosoma si trovano tre siti di legame per i tRNA.

la subunità minore contiene una sola molecola di rRNA e 33 molecole proteiche diverse.

- Nel sito A (amminoacilico) l’anticodone del tRNA carico si lega al codone dell’mRNA, allineando l’amminoacido che va aggiunto alla catena polipeptidica in crescita. - Nel sito P (peptidilico) il tRNA cede il proprio amminoacido alla catena polipeptidica in crescita. - Nel sito E (dall’inglese exit, uscita) viene a trovarsi il tRNA che ha ormai consegnato il proprio amminoacido,

in altri compartimenti per ulteriori modifiche

Recettore sulla mambrana del RER

la sequenza amminoacida, dopo il passaggio nel RER si lega ad organuli come l'apparato di Golgi

Alcune cellule del corpo "staminali" riescono a conservare il DNA telomerico in queste esiste un enzima "telomerasi" che aggiunge la sequenza eventualmente persa perchè contengono un RNA stampo per la sintesi telomerica

L'etichette è assente e la proteina resta nella sua destinazione di "default" ovvero la parte del citoplasma nella quale è stata sintetizzata

Il rapporto percentuale delle 2 purine A e G varia da una specie all'altra

B: ...e si riuniscono scambiandosi i geni tagliatiD: non è uìguale alla duplicazione e delezione perchè là i cromosomi sono omologhi mentre nella D non sono omologhi

I due genetisti e biologhi ebbero l'idea di rendere più semplice la truttura del DNA rappresentandola in un modello tridimensionale unendo tutto ciò che era stato appurato fino ad allora

FIno ad oggi il loro modello è rimmasto valido

La traduzione inizia con la formazione di un COMPLESSO DI INIZIO: la parte minore del ribosoma si lega al mRNA in un sito di legame nell'ultima estremità 5' del codone di inizio, poi il tRNA carico di metionina lega l'anticodone al codone di inizio

Solo dopo l'unità maggiore del ribosoma si unisce al complesso e il tRNA scorre dal sito A al sito P

le malattie puntiformi sono il risultato della perdita di una base nucelotidica del DNA o della sua sostituzione.

MUTAZIONE SILENTE

MUTAZIONE DI SENZO

nel caso invece di una malattia fenotipicamente evidente la sequenza che viene mutata non produce lo stesso aminoacido

con la mutazione la sequenza è cambiata, ma l'amminoacido sintetizzato è quello giusto: questo perchè le 2 sequenze, naturalmente, codificano per lo stesso amminoacido (ricordiamo che il DNA è RIDONDANTE)

MUTAZIONE NON-SENZO

nelle mutazioni NON-senzo la base sostituita crea la sequenza del cotone di STOP che blocca la proteina da sintetizzare rendendola inattiva (da buttare)

MUTAZIONE PER SCORRIMENTO DI FINESTRA DI LETTURA

nella mutazione per scorrimento di finestra di lettura gli amminoacidi a mutarsi sono di più in fatti nel DNA si inserisce una base in più o in meno e perciò la lettura dei codoni successivi nel ribosoma sarà tutta scalata di una base in più o in meno

Alcune sequenze del Promotore sono riconoscibili da ogni fattore di trascrizione, altre sequenze invece sono riconosciute solo da fattori contenuti in determinati tessuti cellulari

Per iniziare ci vuole un promotore

I promotori sono importanti sequenze di basi di controllo, alle quali si lega molto bene la RNA polimerasi, e che indicano al complesso di trascrizione in quale direzione procedere, da dove far partire la trascrizione e quale filamento trascrivere

ogni promotore ha una sequenza di riconoscimento (riconosciuta appunto dall RNA polimerasi) ed un importate sequenza chiamata TATA BOX dalla quale il DNA inizia a denaturarsi per esporre il filamento stampo.

in realtà negli ucarioti c'è un proceso in più: per permettere alla RNA polimerasi di agire sul DNA e trascriverlo ha bisogno di determinati enzimi che si leghino al TATA box modificano la propria forma e quella del DNA, solo allora la polimerasi può legarsi al promotore

La prima cosa da sapere è che di ogni gene (evidenziato in giallo, blu, verde) un solo filamento viene preso ma non appartenente allo stesso filamento della molecola

il filamento che per un gene può essere stampo può non esserlo per un altro

Le caratteristiche della DNA polimerasi

Struttura

Funsione

Ha la forma di una mano semi aperta dentro la quale scorre il lungo e stretto DNA. Al palmo c'è il sito attivo e le 4 dita sono fatte per riconoscere le differenti 4 basi azotate

-sono in grado di allungare un filamento polinucleotidico legando in modo covalente nucleotidi a quelli complementari sul filamento stampo -non sono in grado di farlo senza un primer (innesco) - lavorano in una sola direzione quindi dall'estremità 3' all'estremità 5' - in effetti la sintesi del filamento che ha l'estremità libera 3' in direzione della forcella di replicazione (...) è più veloce mentre quella che ha 3' in direzione opposta si chiama appunto "filamento lento"

I RIBOSOMI

Essi non sono dei veri organuli, ma strutture complesse in grado di assemblare correttamente una catena polipeptidica, trattenendo nella giusta posizione l’mRNA e i tRNA carichi

ogni ribosoma può usare qualsiasi mRNA e tutti i tipi di tRNA carichi

i ribosomi hanno una massa di svariati milioni di dalton (Da, l’unità di massa atomica unificata) e ciò li rende assai più voluminosi dei tRNA carichi.

La riparazione per escisione avviene durante la vita della cellula, infatti può sempre succedere che si danneggi per radiazioni o contatto a determinate sostanze chimiche (tipo lo smog), ma determinati enzimi lo controllano assiduamente

Gli enzimi si accorgono dei danni perchè il gene dannegiato perde la funzione e "pende" fuori dal DNA

In tutti gli esseri viventi la quantità di purine (A,G)è uguale a quella delle pirimidine (T,C)

l'esperimento prevedeva l'utilizzo dell' isotopo dell'azzoto N15 più pesante dell'azoto stesso (si intende il suo isotopo più comune N14)

Gli scenziati fecero crescere dei patteri su un substrato N15 quindi il Dna loro era "pesante" poi li trasferirono su di un substrato n 14 e si ottennerdo dei batteri aventi un DNA "intermedio" in quanto peso

L'unico modello in grado di spiegare questo fenomeno era il semi-conservativo

Batterio con due filamenti contenenti solo N15

Batterio con 2 filamenti di DNA contenenti l'uno N14 e l'altro N15

Presero una Neurospora Crassa e la misero su di un terreno di cultura minimo sul quale potesse svilupparsi.

Il secondo passo fù interferire con i suoi geni grazie ai raggi X

La spora non è più in grado di crescere se non in un terreno di cultura minimo dove era stato pozizionato uno specifico enzima

i raggi X hanno modificato quei geni che sintetizzavano un determinato enzima essenziale alla spora per vivere

La RNA polimerasi non ha bisogno di un primer; apre il DNA e legge il filamento stampo in direzione 3'→5'. Aggiunge quindi i nuovi nucleotidi all’estremità 3' quindi il nuovo RNA si allunga partendo dalla prima base 5'verso l’estremità 3'; di conseguenza l’RNA trascritto è antiparallelo al filamento stampo del DNA.

Le malattie del cariotipo sono malattie genetiche che hanno cromosomi in più o in meno si chiama aneuplodiaSe sono presenti corredi cromosomici in più o in meno si parla di aneuplodia abberrante

Le malattie più frequenti sono la mancanza di un cromosoma omologo nel corredo

meno raro è se capita di mancare un intera coppia di omologhi

Solo 3 (tra cui la sondrome di Dawn) sono i casi in cui mancano 3 cromosomi omologhi nel corredo

sindrome di Turner, sindrome di Dawn

Analogamente al sito di inizio, sul filamento stampo del DNA ci sono particolari sequenze di basi che ne stabili- scono la terminazione (terzo stadio della trascrizione).

in oltre è importante ricordare che una cellula procariote non è suddivisa in compartimenti e tutto si svolge nel citoplasma

è relativamente piccolo in quanto ha meno paia di basi del nostro DNA (160000-12 mil) organizzate in un unico cromosoma circolare

sono compatti in quanto l'85% del DNA è formato da sequenze che sintetizzano proteine o RNA

oltre al DNA situato nel nucletide abbiamo anche pezzi di DNA chiamati PLASMIDI

E' dalla sequenza da cui è composta che deriva il ripiegamento della molecola proteica via via che si sintetizza

nel 1958 enunciò quello che (molto umilmente) lui stesso definì il dogma centrale della biologia

il gene è un tratto di DNA contenente informazioni per la produzione di un polipeptide, la catena non ha altre info per produrre altre proteine

in che modo l'informazione passa dal nucleo al citoplasma?

in che rapporto stà una sequenza nucleotidica ad una sequenza aminoacidica? (più semplicemente) come fà una sequenza nucleotidica a determinare una sequenza aminoacidica?

ricordiamoci che il DNA è confinato nel nucleo mentre le proteine vengono sintetizzate dai ribosomi nel citoplasma