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1 Acidi Nucleici Contenuto:

2 Il DNA e' l'unica molecola depositaria dell'informazione genetica, ossia del progetto nel quale sono immagazzinate istruzioni precise per tutte le caratteristiche ereditarie autoduplicazione ed ereditarieta': contiene tutte le informazioni per la propria duplicazione espressione del messaggio genetico: permette di utilizzare le informazioni immagazzinate in un gene per dirigere la sintesi di uno specifico polipeptide Attivita' caratteristiche del DNA sono la duplicazione e la trascrizione. Il processo di duplicazione si effettua ogni qualvolta la cellula entra in mitosi (o meiosi durante la produzione dei gameti)

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4 DNA E l acido desossiribonucleico e rappresenta il nostro patrimonio genetico.

5 acidi nucleici

6 DNA E' formato da due filamenti avvolti a doppia elica; e' costituito da monomeri (nucleotidi) (purine e pirimidine) formati da basi azotate, legate al C1dello zucchero, desossiribosio ed un gruppo fosfato (in posizione 5'). Il nucleoside e' formato solo da zucchero e base azotata. Quando si aggiunge anche il fosfato si forma il nucleotide.

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8 DNA vs RNA

9 Acidi Nucleici I vari nucleotidi sono mantenuti insieme da legami diesterici tra il fosfato che e' in posizione 5' e si lega con il C 3'. Il filamento avra' una estremita' libera 5' ed una 3'. Nel processo di appaiamento i due filamenti sono antiparalleli. Il filamento leader e' 5'-3' ed il complementare e' 3'-5'. La doppia elica, nella sua forma rilassata, presenta un avvolgimento completo ogni 3.4 nm (dieci basi) e forma un solco maggiore ed uno minore. I solchi serviranno per l'alloggiamento di proteine.

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11 Sono state proposte conformazioni alternative (normalmente si ha la beta-dna)a questa ad alfa elica, come quella Z- DNA che si osserva in vitro al di sotto di un certo grado di disidratazione. I modelli del DNA sono A- DNA, C-DNA, D-DNA, che insieme al B-DNA presentano un avvolgimento destrorso; Z-DNA presenta invece un avvolgimento sinistrorso.

12 Nei procarioti il DNA puo' essere circolare e sono possibili ulteriori modifiche alla struttura (unione di piu' cerchi di DNA in vari modi) per la presenza di enzimi che sanno tagliare ed incollare il DNA, sia con taglio a singolo filamento che a doppio. Questi enzimi sono le topoisomerasi 1 e 2 (delle endonucleasi).

13 Il DNA puo' subire un processo di denaturazione (apertura dei due filamenti, che se non sono ulteriormente alterati ritornano spontaneamente a formare la doppia elica) dovuto ad un aumento di calore. Tale denaturazione puo' essere reversibile, e si ha la ricostituzione del DNA (rinaturazione)

14 Denaturazione del DNA

15 Lezione 6/7 organuli citoplasmatici con funzione di sintesi, secrezione e degradazione

16 Non abbiamo parlato di geni ma di filamenti di DNA, perché è un concetto diverso. Non associare GENE a DNA. Il DNA è a doppio filamento, perché questo permette allo stesso di autoreplicarsi. Il doppio filamento (chiuso) è un modo per proteggere l informazione genetica, perché così non è funzionalmente attiva, e l mrna non va a interagire con esso, in quanto le basi non sono raggiungibili.

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19 Duplicazione del DNA

20 Duplicazione del DNA Esistono diversi modelli per la duplicazione del DNA: conservativo, semiconservativo e dispersivo. Nel caso 'conservativo' una delle due cellule figlie non ricevera' nulla del corredo della cellula madre ma solo DNA neosintetizzato. Nel modello 'dispersivo' si hanno frammenti vecchi e frammenti nuovi all interno dello stesso filamento. E un tipo di duplicazione ad alto rischio di errori perché ci sono troppi taglia ed incolla. Nel modello semiconservativo, si ha che la doppia elica si apre e le cellule figlie avranno un filamento vecchio ed uno nuovo ed entrambe avranno lo stesso corredo genetico: Il modello semiconservativo è l unico possibile. Sfrutta la capacità del DNA di denaturarsi e di sintetizzare una copia di se stesso;

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24 La duplicazione si effettua attraverso un processo semiconservativo in cui la doppia elica si apre e ogni filamento ne sintetizza uno exnovo. Il DNA si srotola pezzo per pezzo, in punti detti bolle di replicazione.

25 L antiparallelismo dei due frammenti porta al fatto che la replicazione avviene ad opera della DNA polimerasi che è in grado di legare nucleotidi al terminale 3, ossia che vanno nella direzione 5-3. I due filamenti liberati procedono in direzioni opposte. Un filamento ha una sintesi continua ed è quello 5-3, mentre un altro è sintetizzato in modo discontinuo formando quelli che vengono detti frammenti di OKAZAKI che vengono legati da un enzima DNA ligasi.

26 Perché il frammento discontinuo si formi è necessario un primer per ognuno di questi frammenti che è costituito da un pezzo di Rna; mentre per il filamento continuo serve solo il primer iniziale. Quando l RNA primer viene innescato, l RNA polimerasi inizia la sintesi. La primasi serve a formare l RNA primer. Gli altri enzimi implicati in tale processo sono l elicasi e la girasi. Quest ultima serve a girare e a far avanzare la forcella di replicazione. Per permettere la duplicazione è necessario aprire la doppia elica ad opera della ELICASI, che denatura i 2 filamenti. La DNA polimerasi si aggancia sul primer e comincia a sintetizzare il frammento di DNA. La LIGASI va poi a saldare i vari frammenti.

27 Il DNA subisce continuamente delle modificazioni e ciò può essere rischioso perché potrebbero verificarsi degli errori e rotture (es. depurinazione, formazione di dimeri di timina a causa di radiazioni con raggi UV); che alterano il patrimonio genetico. Esistono degli enzimi (detti PARP) associati al DNA capaci di rimediare a questi errori. Ad ogni duplicazione del doppio filamento si lascia non duplicata una parte terminale detta Telomero (parte terminale del cromosoma) che nelle cellule giovani ha una lunghezza che progressivamente si accorcia. La cellula invecchia, fino a quando il telomero è talmente corto che la cellula non riesce più a duplicarsi.

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29 Organizzazione del DNA

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31 Lezione 6/7 organuli citoplasmatici con funzione di sintesi, secrezione e degradazione

32 Lezione 6/7 organuli citoplasmatici con funzione di sintesi, secrezione e degradazione

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34 Lezione 6/7 sintesi proteica

35 RNA E l acido ribonucleico. E' formato da un singolo filamento. E' costituito da monomeri (nucleotidi) formati da basi azotate (purine e pirimidine), legate al C1dello zucchero, ribosio ed un gruppo fosfato (in posizione 5'). A differenza del DNA e' presente l'uracile invece della Timina. L'RNA e' sintetizzato nel nucleo ma e' funzionante nel citoplasma.

36 Esistono diversi tipi di RNA: mrna: RNA messaggero; copia di un tratto di informazione genica (ottenuto tramite il processo di trascrizione del DNA) che verra' tradotto dai ribosomi per effettuare la intesi proteica.

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38 trna: RNA transfert mediano il trasferimento dell'aa dal citoplasma ai ribosomi per la sintesi proteica.

39 Lezione 6/7 sintesi proteica

40 NUCLEOLO ANSE DI DNA CONTENENTI GENI PER RNA RIBOSOMALE e PROTEINE PROVENIENTI DAL CITOSOL STRUTTURA SPECIALIZZATA NELLA SINTESI DI rrna E NELL ASSEMBLAGGIO DI QUESTI CON LE PROTEINE A FORMARE: I RIBOSOMI PARTICELLE RIBONUCLEOPROTEICHE FORMATE DA 2 SUBUNITA

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47 rrna: RNA ribosomale costituisce i ribosomi

48 Il flusso dell informazione

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