Adenina Adenine H H N N N N N Z

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1 Adenina Adenine Z

2 Guanina O GUAIA Z

3 Citosina CITOSIA Z O

4 Timina Thymine C3 O Z O

5 Siti di attacco elettrofilo 3

6 Thymine Basi appaiate: Timina-Adenina Adenine C 3 O O 3.ooA

7 Basi appaiate: Citosina-Guanina CITOSIA O GUAIA Z O 10.8 A Z

8 Lewin, IL GEE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright 2006

9 Lewin, IL GEE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright 2006

10 Legami ad idrogeno I legami ad, biologicamente più importanti,sono atomi di legati covalentemente ad atomo di O e di. E importante la posizione degli atomi di nelle basi, essi hanno localizzazioni atomiche preferite: gli atomi di legati ad anelli purinici o pirimidinici sono di solito in forma amminica solo raramente imminica. Gli atomi di O legati ai C della Guanina e della Timina hanno la forma chetonica raramente enolica.

11 LEGAMI IDROGEO I legami deboli più importanti nei sistemi biologici sono i legami di Van der Waals, i legami idrofobici, i legami idrogeno e i legami ionici. A volte la distinzione tra un legame ad idrogeno e un legame ionico è arbitraria. Le energie dei legami ad idrogeno e ionici sono comprese tra 3 e 7 kcalmol. I legami idrogeno e ionici possono formarsi solo tra molecole che posseggono una carica netta o in cui la carica è distribuita in maniera ineguale.l energia del più forte dei legamo deboli è solo dieci volte maggiore dell energia media del movimento cinetico a 25 C. Poiché esiste una significativa dispersione di energia nel movimento cinetico, a temperature fisiologiche esistono

12 sempre molte molecole con energia cinetica sufficiente per spezzare il più forte dei legami deboli.la vita media di un singolo legame debole è solo una frazione di secondo. I legami idrogeno, diversamente dai legami di Van der Waals, sono altamente direzionali. ei legami più forti, l atomo di punta direttamente verso l atomo accettore. Se la sua direzione devia di più di 30, l energia di legame è molto minore. I legami idrogeno sono molto più specifici dei legami di Van der Waals, poiché essi richiedono l esistenza di molecole con gruppi donatori e accettori di idrogeno complementari.

13 COME E FORMATA U ELICA Essa è formata da due o più pale che si inseriscono su un cilindro. Consideriamo la coppia di basi Purina-Pirimidina come le pale di un elica.la coppia di basi,durante l appaiamento, non si posiziona sullo stesso piano ma, a seconda della loro inclinazione esse formano un angolo con l asse dell elica.avremo così due differnti forme di DA: A DA e B DA A DA B DA differiscono nella distanza richiesta per fare un giro d elica completo (passo) e per l angolo di inclinazione che le basi formano con l asse dell elica. el B DA gli accoppiamenti Purina-Pirimidina sono distanti 3,4 A e sono orientati in maniera quasi perpendicolare all asse dell elica:esso appare di forma più allungata e sottile. Ci sono 11 nucleotidi in un giro d elica

14 Esiste una terza forma di DA: Z DA la cui caratteristica è di essere sinistrorsa.ciò è dovuto alla posizione Anti o Sin del glucosio che si lega con legame glucosidico alla base. Per meglio dire, nell elica sinistrorsa, l unità di ripetizione è un dinucleotide Pirimidina-Purina con il legame glucosidico in configurazione Anti nei residui Pirimidinici e in configurazione Sin nei residui Purinici. el DA destrorso. Illegame glucosidico ha sempre orientamento Anti, dunque è la differente configurazione del nucleotide purinico che genera eliche sinistrorse. Le configurazioni alternanti Anti- Sin danno all impalcatura del DA sinistrorso un aspetto a zig-zag che lo distingue dalle forme B e A.

15 DOPPIA ELICA

16 Gli acidi nucleici possono formare vari tipi di doppia elica

17 Gli acidi nucleici possono formare vari tipi di doppia elica Elica Coppie di basi per giro Rotazione tra due basi Diametro B 10 (10,4) 36 (34,6) 20 (19) A 11 32,7 23 Z

18 el A DA gli accoppiamenti Purina-Pirimidina sono distanti 2,7 A (la distanza tra le basi è minore) e sono inclinate di circa 30 (Infatti il B DA si converte in A DA per inclinazione della coppia delle basi di circa 30 ).Esso appare di forma più corta e più spessa. Ci sono 10 nucleotidi in un giro d elica. La forma B è presente normalmente nelle cellule, la forma A è presente in seguito a disidratazione. Il B DA e A DA sono destrorse.

19 TOPOISOMERASI Poiché il DA è una struttura particolarmente flessibile, essa può avvolgersi ulteriormente e questo tipo di cambiamento conformazionale (topologico) prende il nome di superavvolgimento che può essere negativo se si ha lo svolgimento della doppia elica o positivo se si ha un ulteriore avvolgimento. Le topoisomerasi sono un gruppo di enzimi che convertono uno stato topologico in un altro. La topoisomerasi II usa l ATP per generare superavvolgimenti; l azione di questo enzima è controbilanciata dalla topoisomerasi I

20 ella cellula la quantità relativa delle topoisomerasi I e II è finemente regolata in modo da mantenere la quantità corretta di superavvolgimento. Le topoisomerasi operano dei tagli temporanei e le estremità generate non sono libere ma rimangono legate all enzima. Il taglio è necessario affinchè si possa formare un varco dove un filamento di DA possa passare e generare così superavvolgimenti positivi o negativi.

21 Enzimi che alterano la topologia del DA Topoisomerasi: tipo I tipo II (girasi)

22 Lewin, IL GEE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright 2006

23 Lewin, IL GEE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright 2006

24 Enzimi per gli acidi nucleici Polimerasi: DA polimerasi RA polimerasi ucleasi: esonucleasi endonucleasi

25 Lewin, IL GEE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright 2006

26 Lewin, IL GEE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright 2006

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