Portatori chimici dellinformazione genetica della cellula

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  • Portatori chimici dellinformazione genetica della cellula
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  • 2 Il Dna Cinquanta anni fa James Watson e Francis Crick chiarivano la natura del Dna, la sostanza chimica che porta l'informazione genetica. Le istruzioni per vivere e per riprodursi sono scritte nel DNA e caratterizzate da una propria sequenza di quattro lettere (A, G, C e T) e sono contenute in una lunga molecola lineare avvolta su se stessa. Oggi sappiamo che con queste quattro lettere si possono comporre i messaggi pi diversi e che ogni specie biologica possiede il suo Dna, contenente la sua propria sequenza di unit elementari.
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  • 3 Struttura Acido Nucleico Zucchero Base Azotata Fosfato Nucleoside Nucleotide
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  • 4 Come sono composti gli acidi nucleici Basi Basi Le basi puriniche adenosina e guanina si ritrovano sia nel DNA che RNA Le basi pirimidiniche Citosina e Timina si ritrovano nel DNA, mentre nell'RNA troviamo citosina e Uracile Ci sono due tipi di acidi nucleici, l'acido Desossiribonucleico (DNA) e l'acido Ribonucleico (RNA). Entrambi sono degli eteropolimeri. Ci sono due tipi di acidi nucleici, l'acido Desossiribonucleico (DNA) e l'acido Ribonucleico (RNA). Entrambi sono degli eteropolimeri. l'acido Ribonucleico (RNA) l'acido Ribonucleico (RNA) I monomeri del DNA si chiamano desossiribonucleotidi mentre quelli dell'RNA si chiamano ribonucleotidi. I monomeri del DNA si chiamano desossiribonucleotidi mentre quelli dell'RNA si chiamano ribonucleotidi. Entrambi sono costituiti dai seguenti gruppi. Entrambi sono costituiti dai seguenti gruppi.
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  • 5 Basi Azotate Citosina Adenina Uracile (RNA) Guanina Timina (DNA) Pirimidina Purina
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  • 6 ZuccheriZuccheri Ribosio2-Desossiribosio DNARNA
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  • 7 Zucchero. Zucchero. Il DNA contiene il D-2-desossiribosio RNA contiene il D-ribosio Gruppi Fosfato Gruppi Fosfato
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  • 8 NucleosideNucleoside Zucchero Base Azotata Nucleoside Base Azotata Legame dellN1 della Base Azotata Zucchero con il C1 dello Zucchero
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  • 9 NucleotideNucleotide Legame estereo dellAcido Fosforico Zucchero con lossidrile in C5 dello Zucchero Fosfato Nucleoside Nucleotide
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  • 10 Acidi Nucleici Ciascun nucleotide formato da tre molecole Fosfato Zucchero Base azotata Lo zucchero (un pentoso) : Il Desossiribosio nel DNA Il Ribosio nel RNA Lo zucchero (un pentoso) : Il Desossiribosio nel DNA Il Ribosio nel RNA I diversi nucleotidi sono legati tra loro attraverso il gruppo fosfato Gruppo fosfato Zucchero pentoso Base azotata
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  • 11 DesossiribonucleotidiDesossiribonucleotidi 2-Deossiadenosina 5-fosfato 2-Deossicitidina 5-fosfato2-Deossitimidina 5-fosfato 2-Deossiguanosina 5-fosfato
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  • 12 Ribonucleotidi Adenosina 5-fosfato Citidina 5-fosfatoUridina 5-fosfato Guanosina 5-fosfato
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  • 13 Acido Nucleico Legame Estereo tra il Fosfato di un Nucleotide e lossidrile in C3 dello Zucchero di un altro Nucleotide C 3 C 5 C 1 C 3 C 5
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  • 14 Struttura primaria degli acidi nucleici Come per le proteine, gli acidi nucleici hanno una struttura primaria, costituita dalla sequenza di basi e una direzionalit che presenta un estremit 5' libera da un lato ed una 3' libera dall'altro. Come per le proteine, gli acidi nucleici hanno una struttura primaria, costituita dalla sequenza di basi e una direzionalit che presenta un estremit 5' libera da un lato ed una 3' libera dall'altro. Per convenzione le sequenze degli acidi nucleici sono scritte a partire dalla 5' finendo alla 3'. Secondo questa convenzione i legami fosfodiesteri vanno dal 3' al 5' Per convenzione le sequenze degli acidi nucleici sono scritte a partire dalla 5' finendo alla 3'. Secondo questa convenzione i legami fosfodiesteri vanno dal 3' al 5'
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  • 15 Sequenza Si descrive attraverso lordine delle Basi Azotate partendo dallestremit 5 fino allestremit 3 Adenosina (Base Azotata) Adenosina (Base Azotata) Citosina (Base Azotata) Timina (Base Azotata) ZuccheroFosfatoZuccheroFosfatoZuccheroFosfato -A-T-C-
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  • La struttura secondaria del DNA La doppia elica Studi ai raggi X Sistema regolare che si ripeteva con una certa periodicit Le quantit di A e di T erano sempre uguali e che le quantit di G e C erano uguali Studi ai raggi X Sistema regolare che si ripeteva con una certa periodicit Le quantit di A e di T erano sempre uguali e che le quantit di G e C erano uguali
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  • 17 Struttura secondaria del DNA La struttura secondaria non casuale ma dovuta ai legami ad idrogeno che si formano tra le basi
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  • 18 Struttura secondaria DNA La struttura secondaria del DNA la ben conosciuta doppia elica. Fu dedotta dall'analisi degli spettri di diffrazione di fibre di DNA Gli spettri di diffrazione delle fibre non contenevano le informazioni molecolari trovate negli spettri di diffrazione del singolo cristallo, ciononostante sia gli spettri di diffrazione che nelle propriet delle fibre fornirono informazioni essenziali per dedurre la struttura della doppia elica La struttura secondaria del DNA la ben conosciuta doppia elica. Fu dedotta dall'analisi degli spettri di diffrazione di fibre di DNA Gli spettri di diffrazione delle fibre non contenevano le informazioni molecolari trovate negli spettri di diffrazione del singolo cristallo, ciononostante sia gli spettri di diffrazione che nelle propriet delle fibre fornirono informazioni essenziali per dedurre la struttura della doppia elica - Gli spettri mostravano la presenza di un'elica - la spaziatura tra le macchie mostravano che c'erano 10 basi per giro d'elica per giro d'elica - la densit delle fibre indicava la presenza di due molecole per elica. elica. Watson e Crick proposero che la doppia elica fosse stabilizzata dalla formazione di legami ad idrogeno tra le basi presenti sui filamenti opposti secondo lo schema A-T e G-C Watson e Crick proposero che la doppia elica fosse stabilizzata dalla formazione di legami ad idrogeno tra le basi presenti sui filamenti opposti secondo lo schema A-T e G-CA-T e G-CA-T e G-C Secondo il loro modello, lo scheletro idrofilo costituito dalla sequenza zucchero-fosfato si trovavano all'esterno a contatto con l'acqua, mentre le basi di carattere idrofobico erano impacchettate perpendicolarmente all'asse dell'elica nell'interno. Secondo il loro modello, lo scheletro idrofilo costituito dalla sequenza zucchero-fosfato si trovavano all'esterno a contatto con l'acqua, mentre le basi di carattere idrofobico erano impacchettate perpendicolarmente all'asse dell'elica nell'interno. I due filamenti di DNA sono complementari e si sviluppano in direzione opposta, sono perci antiparalleli. I due filamenti di DNA sono complementari e si sviluppano in direzione opposta, sono perci antiparalleli. Bench le basi si trovino all'interno, esse possono interagire con altre molecole attraverso le due spirali profonde chiamate solco minore e solco maggiore. Questo modello teneva conto del fatto che nella composizione delle basi del DNA si verificava che in percentuale A=T e G=C. Bench le basi si trovino all'interno, esse possono interagire con altre molecole attraverso le due spirali profonde chiamate solco minore e solco maggiore. Questo modello teneva conto del fatto che nella composizione delle basi del DNA si verificava che in percentuale A=T e G=C.
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  • 19 Modello di Watson e Crick Il DNA costituito da due catene polinucleotidiche a elica avvolte intorno a un asse comune. Le eliche sono destrogire e i due filamenti si sviluppano in direzioni opposte, con riferimento alle loro estremit 3' e 5'.
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  • 20 Le basi puriniche e pirimidiniche si trovano all'interno dell'elica, su piani che sono perpendicolari all'asse dell'elica, mentre i gruppi deossiribosio e fosfato formano la parte esterna dell'elica. Le due catene sono tenute insieme da coppie di basi puriniche-pirimidiniche, legate con legami idrogeno. L'adenina (A) sempre accoppiata con la timina (T) e la guanina (G) sempre accoppiata con la citosina (C).
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  • 21 L'adenina (A) accoppiata con la timina (T) con due legami ad idrogeno La guanina (G) accoppiata con la citosina (C) con tre legami ad idrogeno.
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  • 22 Il DNA simile per struttura all RNA ma: 1)Al posto delluracile c la timina 2)Il DNA costituito da un doppio filamento Il DNA simile per struttura all RNA ma: 1)Al posto delluracile c la timina 2)Il DNA costituito da un doppio filamento Tra le basi dei due filamenti si formano legami idrogeno che li tengono uniti Nel DNA le basi appartenenti ai due filamenti sono appaiate in modo caratteristico ( timina con adenina, guanina con citosina) DNA
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  • 23 Conoscendo la sequenza di un filamento ..
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  • 24 .. si pu desumere la sequenza del filamento complementare
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  • 26 Il risultato una lunga molecola di DNA
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  • 27 Il diametro dell'elica di 20 . Le coppie di basi adiacenti sono separate di 3,4 e si succedono ad ogni avanzamento dell'elica di 36. Ci sono perci 10 coppie di basi per ogni giro completo dell'elica (360) e la struttura si ripete ogni 34 . Non c' nessuna limitazione alla sequenza di basi lungo una catena polinucleotidica. Dalla sequenza esa