Alcune sequenze di DNA insolite. Palindromo. Sequenze con una simmetria doppia

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1 Alcune sequenze di DNA insolite Palindromo Sequenze con una simmetria doppia

2 Possono formare: Struttura a croce dette anche anse cruciformi

3 DNA rilassato DNA parzialmente disavvolto DNA cruciforme

4 Struttura a forcina

5 Ripetuto speculare Una sequenza simmetrica su ogni catena

6 Ogni 10.4 paia di basi un filamento compie un giro attorno all'asse dell'elica e passa quindi sopra l altro filamento. Il giro compiuto da un filamento attorno al proprio asse prende il nome di torsione ed è indicato come T. Il numero di volte che un filamento passa sopra l altro filamento prende il nome di Numero di legame ed indicato come L. Per una molecola di DNA circolare composta da 260 paia di basi (come quella che abbiamo deciso di prendere come riferimento), la torsione T è data dal numero di paia di basi: 260, diviso 10.4 e cioè 25 volte.

7 Se il DNA viene parzialmente denaturato (cioè se i filamenti che compongono la doppia elica vengono parzialmente separati) prima che si formi la molecola circolare, il numero di legame diminuisce e si ha la formazione di un anello instabile.

8 Questo anello deve pertanto stabilità e lo fa ripiegandosi su tante volte quanti erano stati i legame perduti, infatti il numero deve sempre restare costante. riacquisire se stesso numeri di di legame

9 Plasmide rilassato superavvolto

10 Questi ripiegamenti su se stessa della molecola di DNA circolare prendono il nome di supereliche negative, e si realizzano proprio se la doppia elica del DNA è stata in precedenza, parzialmente disavvolta. Il numero di volte che l'elica si avvolge su se stessa, prende il nome di contorcimento, ed è indicato come W.

11 L=T+W L = numero di legame T = numero di giri di elica W = numero di supereliche Es: 5200 bp : 10,4 = 500; L = 500 Se il DNA contiene 25 supereliche L = 475 (500 25)

12 Tw (twist) = numero di volte che un filamento incrocia l altro (N di giri dell elica: N bp/ N di bp per passo dell elica). Ha segno + se elica è destrorsa. Wr (writhe) = N di volte in cui l asse della doppia elica incrocia sé stesso nello spazio (superavvolgimenti). Se sinistrorso -; se destrorso +. Lk= Tw+ Wr

13 L = T + W, cioè L = 25+(-2) 23 Questo in caso di supereliche negative Super eliche positive si possono formare a carico di una molecola di DNA circolare che non sia stata disavvolta in precedenza al solo scopo di ridurne le dimensioni. In tal caso, per calcolare effettivamente il numero di legame della nostra molecola di DNA di 260 paia di basi, dovremo pertanto effettuare il seguente calcolo: L = T + W, cioè L = 25+(2) 27

14 Superavvolgimento

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16 Superavvolgimento negativo e positivo

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20 Formazione della cromatina

21 I nucleosomi: Nucleo istonico del nucleosoma DNA di collegamento del nucleosoma

22 6 nucleosomi portano alla formazione di una struttura denominata: solenoide

23 Riassumendo:

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26 LE TOPOISOMERASI

27 Il superavvolgimento del DNA è controllato dalle: di tipo I Topoisomerasi di tipo II

28 Topoisomerasi: Tipo I Creano delle interruzioni transitorie su un solo filamento del DNA Tipo II Creano delle interruzioni transitorie su entrambi i filamenti del DNA

29 TIPO I: Tipo IA legame enzima al 5 fosfato Tipo IB legame enzima al 3 fosfato

30 DNA TOPOISOMERASI TIPO IA Monomeriche Legame 5 fosfodiestere con la tirosina del sito attivo dell enzima Mg(II) per l attività di rilassamento Rilassano superavvolgimenti negativi Il rilassamento non giunge al completamento Il rilassamento cambia il numero di legame di una unità Formazione di nodi, loro svolgimento come pure la catenazione e la decatenazione

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33 Meccanismo d azione della topoisomerasi I

34 DNA TOPOISOMERASI TIPO IB Rilassano superavvolgimenti positivi e negativi Il rilassamento giunge al completamento Non è necessario che il DNA sia parzialmente a singolo filamento La tirosina del sito attivo attacca il fosfato 3 del filamento scisso Il rilassamento non richiede Mg(II)

35 Le topoisomerasi I

36 Topoisomerasi II

37 DNA TOPOISOMERASI TIPO II Lega il DNA e scinde i filamenti opposti con quattro basi sfalsate (o due basi sfalsate) Attacco covalente all estremità 5 del DNA attraverso un legame fosfotirosina Quando il superavvolgimento del DNA cambia, il numero di legame varia di 2 unità Le reazioni richiedono Mg(II) Idrolisi ATP ( o ADPNP non idrolizzabile) Residuo di arginina implicato nella catalisi DNA girasi introduce superavvolgimenti negativi (con spesa di ATP)

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40 Meccanismo d azione della topoisomerasi II

41 DNA TOPOISOMERASI TIPO IIA

42 DNA TOPOISOMERASI TIPO IIA

43 Rilassa i superavvolgimenti sia negativi che positivi. Introduce superavvolgimenti negativi nel DNA rilassato Converte superavvolgimenti positivi in negativi.

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