DUPLICAZIONEdel DNA

DUPLICAZIONEdel DNA

Modello di Watson-CrickModello di Watson-Crick

1. molecola composta da due catene di nucleotidi

2. le due catene si avvolgono a spirale intorno ad un asse centrale formando una doppia elica destrorsa (senso orario discendente)

3. lo scheletro Zucchero-fosfato-zucchero e’ situato all’esterno della molecola con le basi rivolte verso l’esterno

4. Le basi sono quasi perpendicolari all’asse della molecola, impilate una sull’altra

5. le due catene sono tenute insieme da legami idrogeno

Modello di Watson-CrickModello di Watson-Crick

6. La pirimidina di una catena è sempre accoppiata alla purina di un’altra catena (C=G ; A=T)

7. Le due catene formate dalla doppia elica corrono in direzioni opposte (antiparallele)

8. L’avvolgimento del DNA genera 2 solchi di grandezza differente (solco maggiore e solco minore).

9. La doppia elica forma un giro completo ogni 10 basi (3,4 nm)

10.Le due catene sono fra loro complementari

Modello di Watson-CrickModello di Watson-Crick

Importanza del modello di Watson-Crick

1. DEPOSITO DELL’INFORMAZIONE GENETICA

2. AUTOREPLICAZIONE ED EREDITARIETA’3. ESPRESSIONE DEL MESSAGGIO GENETICO

°°°°°°°°°°°°°°°°°°1. e 2. si basano sulla stabilità del DNA e sulla capacità di una catena di servire da stampo per la costruzione di una nuova catena di DNA

3. Si basa sull’organizzazione del DNA in GENI in regioni di controllo; trascritte/tradotte; terminazione

DUPLICAZIONE del DNADUPLICAZIONE del DNA

La duplicazione del DNA avviene nella fase S del ciclo cellulare

G1………S………G2………M………G1………S………G2………M………

4n

2n

1n

MITOSI

G1

G0

S

G2

M

DUPLICAZIONE del DNADUPLICAZIONE del DNA

La duplicazione del DNA avviene nella fase S del ciclo cellulare

G1………S………G2………M1..…M2………XX………S………M………S..

4n

2n

1n

MEIOSI

e FECONDAZIONE

FECONDAZIONE G1

G0

S

G2

M1/M2

REPLICAZIONE SEMICONSERVATIVA

I due filamenti parentali si separano e ciascuno serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento figlio mediante accoppiamento di basi

X no!X no!

X no!X no!

ORIGINE DI REPLICAZIONE

porzione di circa 250 bp con sito di attacco per le proteine necessarie ad iniziare la replicazione e consentono l’accesso all’elicasi

Si attivano una sola volta ad ogni ciclo cellulare (fase S)

Si attivano in successione in regioni variabili del genoma

Le topoisomerasi sono enzimi che catalizzano la rottura e la riunione reversibile dei filamenti di DNA parentale

Tipo I taglia un solo filamentoTipo II taglia entrambi i filamenti

DNA POLIMERASI

1.Sintetizzano il DNA solo in direzione

5’--> 3’aggiungendo dNTP al

gruppo idrossile in 3’ di una catena in crescita

2.Funzionano solo su uno stampo di DNA

3.Aggiungono un nuovo dNTP soltanto ad un filamento “PRIMER” preformato che forma legami idrogeno con lo stampo

DNA POLIMERASI

Le DNA polimerasi non possono iniziare la sintesi di DNA partendo da dNTP liberi

“PRIMER”

Il primer viene sintetizzato da una RNA polimerasi che non necessita di primers

DNA POLIMERASI

BATTERI : TIPO ITIPO IITIPO III

---------------------------------------EUCARIOTI : α

β γ --> Mitocondriale δ ε

DNA POLIMERASI

DNA polimerasi α, δ, ε attive in cellule in divisione/replicazione

°°°°°°°°°°°°°°

DNA polimerasi β sempre attiva sia in cellule quiescenti che in divisione

ha un ruolo nella riparazione dei danni al DNA

DNA POLIMERASI

ATTIVITA’ di “PROOFREADING” delle DNA polimerasi

durante l’allungamento la DNA polimerasi si destabilizza con una mutazione

TAGCGTG……ATCGCGCTGATAGATGCTGGTGATGATGGGGATTTTATATATAATATATAAGGA…

La DNA polimerasi torna indietro (3’-->5’) con ATTIVITA’ ESONUCLEASICArimuove le basi errate sostituendole con le basi corrette (perdita del 3xfosfato in 5’)

DNA POLIMERASI

FEDELTA’ della REPLICAZIONE - le DNA polimerasi possono riparare errori o danni al DNA. Durante la sintesi le DNA pol α, ε (pol III nei batteri) vedono le mutazioni e le riparano

TAGCG GACTATC……ATCGCGCTGATAGATGCTGGTGATGATGGGGATTTTATATATAATATATAAGGA…

Il loop viene riconosciuto e rimosso dalla DNA pol ε

T

DNA doppia catena antiparallela

X

la DNA polimerasi non puo’sintetizzare il secondo filamentoche corre in direzione oppostaperche’ non puo’ andare in 3’-->5’X

Generazione del:

FILAMENTO LEADERsintetizzato in modo

continuo dallaDNA pol in direzione 5’-->3’

FILAMENTO RITARDATOsintetizzato tramite iFRAMMENTI DI OKASAKIin modo discontinuo e

successivamente uniti tra loro

La Primasi (batteri) o la DNA pol α/primasi (eucarioti),

enzima che sintetizza brevi frammenti di RNA complementari allo stampo del filamento ritardato sulla forcella di replicazione

Fornisce il “primer” di innesco per la DNA pol δ che forma il frammento di Okasaki

il primer deve essere rimosso e sostituito

La rimozione e sostituzione del primer e’ operata:- nei batteri --> dalla RNAsi H- negli eucarioti --> dalla azione

RNAsica delle DNA polimerasi Attivita’ 5’-3’ ESONUCLEASICAIl primer viene eliminato e la parte di RNA rimossa viene riempita dall’azione riparatrice della DNA pol δ (DNA pol III nei batteri)

Al termine i frammenti di Okasaki contigui formatesi sul filamento ritardato

Vengono legati utilizzando ATP dalla

DNA LIGASI

TELOMERASIAggiungono i “telomeri” alle estremita’ dei cromosomi

Agiscono senza stampo di DNA

La Telomerasi e’ unaTrascrittasi inversaSintetizza DNA da uno stampo di RNA contenutonell’enzima (coenzima) complementare ai telomeri

Filmati sulla replicazione del DNA(ed altro) alla pagina:

http://www.wehi.edu.au/wehi-tv/dna/