LE BASI AZOTATE PIRIMIDINE PURINE

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1 LE BASI AZTATE PURIE PIRIMIDIE Le basi azotate sono composti eterociclici aromatici con azoti portanti doppietti basici. Possono avere un solo anello (pirimidine) o due (purine). Le basi adenina, guanina e citosina sono comuni ad entrambi gli acidi nucleici, la timina si trova solo nel DA e l uracile solo nell RA. si può notare che timina e uracile differiscono tra loro solo per un gruppo metile in posizione 5.

2 Gli zuccheri che entrano a far parte della struttura degli acidi nucleici sono i seguenti due aldopentosi: H 1 C 2 H 5 H H C H 3 H 4 1 H H 4 H 3 2 H H CH 2 H 5 CH 2 H ribosio 2 -deossiribosio Il ribosio entra nella composizione dell RA mentre il deossiribosio del DA. ella numerazione delle posizioni degli zuccheri si inserisce un apice (2 -) per distinguerla dalla numerazione delle posizioni delle basi azotate.

3 UCLESIDI E UCLETIDI H 2 H 2 H P H H H H un UCLESIDE, costituito da uno zucchero (in questo caso ribosio) e da una base azotata (qui l adenina), legati mediante un legame β- 9 -glicosidico. Questo nucleoside è detto ADESIA. un UCLETIDE, costituito da uno zucchero e da una base azotata, legati mediante un legame β- 9 -glicosidico, con l aggiunta di un estere dell acido fosforico sull H in posizione 5 del ribosio. Questo nucleotide è detto ADESIA-5 -MFSFAT.

4 ATP: IL MAGAZZI DELL EERGIA H 2 P ADP AMP H H questi equilibri servono alle cellule per immagazzinare energia là dove è disponibile (reazioni di fosforilazione, endoergoniche, traggono l energia necessaria dai processi metabolici) e usarla dov è richiesta (idrolisi, esoergonica) ATP

5 GLI ACIDI UCLEICI Sono polimeri di nucleotidi, legati tra loro tramite legami 5-3 : H 2 in questo modo si ha una catena di P H 2 unità di zucchero monofosforilate a cui sono legate le diverse basi azotate che costituiscono il codice genetico. P H

6 Le basi azotate possono formare, tra loro, legami idrogeno specifici che permettono il riconoscimento e l appaiamento fra guanina e citosina e tra adenina e timina (o uracile, che ha una struttura simile). Ciò permette l aggregazione della doppia elica del DA e la trascrizione del DA in RA.

7 DA struttura secondaria Le interazioni specifiche si hanno sempre tra una purina e una pirimidina, così che la distanza sia quella ottimale. Tra A e C, come tra T e G, potrebbe formarsi un solo legame idrogeno. elle fasi di separazione tra le catene della doppia elica, la % di coppie CG è determinante per l entità dell energia richiesta, dato che è la coppia più fortemente legata.

8 struttura del B-DA doppia elica destrorsa con filamenti antiparalleli

9 il B-DA è la forma più comune e più stabile un giro completo ogni 10 coppie di basi un nucleotide

10 vi sono anche altre strutture per il DA, indicate come A-DA o Z-DA, in cui l elica è avvolta in maniera più stretta o più rilassata o diversamente orientata.

11 Il DA è contenuto in un UCLE delimitato da una membrana nucleare. el nucleo il DA (che è un acido) è avvolto intorno a proteine basiche (ISTI) alle quali è legato da forze elettrostatiche. Questo complesso DA-istoni è chiamato UCLESMA. Diversi nucleosomi costituiscono la CRMATIA. ISTI UCLESMA cromatina La cromatina si avvolge in fibre di diametro 30 nm e queste in fibre da 200 nm, che poi danno luogo ai CRMSMI (diametro 1 m).

12 un gene è una porzione di DA che codifica per una proteina o un RA. I geni umani sono organizzati in 23 coppie di cromosomi.

13 REPLICAZIE DEL DA replicazione semiconservativa

14 la DA polimerasi allunga i filamenti la DA elicasi svolge la doppia elica la DA primasi sintetizza l innesco le proteine ssb rendono lo stampo accessibile per la duplicazione 1. la proteina ELICASI separa i due filamenti 2. le proteine single-strand binding (ssb) si legano ai singoli filamenti per impedirne la riassociazione 3. l enzima topoisomerasi impedisce eccessive tensioni 4. la primasi catalizza la formazione di un frammento di RA da nucleotidi (primer o innesco) da cui inizia la replicazione 5. la DA polimerasi catalizza la replicazione allungando il primer

15 La replicazione è un fenomeno bidirezionale ma la sintesi avviene in modo continuo solo lungo il filamento 3 5, detto filamento guida, e quindi avviene sempre in direzione 5 3. Sull altro filamento, 5 3, la sintesi è discontinua (filamento ritardato o lagging) perché deve sempre procedere in direzione 5 3, e procede per frammenti detti frammenti di kazaki Al termine, i primer dovranno essere rimossi e i frammenti di DA ricongiunti ad opera di una DA ligasi.

16 mra trasporta informazioni da DA ai ribosomi ed è complementare ad un gene del DA rra è un componente strutturale e funzionale dei ribosomi, dove avviene la sintesi delle proteine tra traduce il codice di mra in una sequenza di amminoacidi

17 TRASCRIZIE La RA polimerasi crea un legame stabile con il DA e riconosce la sequenza promotore. L azione della RA polimerasi è quella di aggiungere unità ribonucleotidiche al terminale 3 H libero. Essa sintetizza in direzione 5 3 avendo come stampo l elica del DA in direzione 3 5 e quindi mra che ne risulta sarà copia dell elica non stampo che è la catena codificante. In pratica mra sarà una copia dell elica 5 3 con U al posto di T e il ribosio al posto del deossiribosio. Per permettere la trascrizione la doppia elica deve aprirsi temporaneamente formando una bolla di trascrizione che scorre verso destra nel verso 5 3, provocando lo srotolamento di altri tratti di DA, mentre quello trascritto, a sinistra, si riavvolge. La sintesi di RA procede fino a un punto in cui la RA polimerasi incontra sequenze sul DA che favoriscono la sua dissociazione e la fine della sintesi.

18 MDIFICAZII PST TRASCRIZIALI Aggiunta di 7-metilguanosina all estremità 5 del trascritto Aggiunta di una coda di poli (A) all estremità 3 del trascritto Splicing o rimozione degli introni (sequenze non codificanti)

19 t-ra forma legami idrogeno con il CDE complementare situato sul mra struttura tridimensionale del tra

20 il corretto tra si lega all enzima. L amminoacido si lega covalentemente al tra. L AMP viene rilasciato.

21

22 Dato che vi sono 4 diverse basi azotate e 20 amminoacidi, il codice che permette di tradurre l informazione genetica del DA in istruzioni per la sintesi di proteine richiede che ogni amminoacido debba essere identificato da una tripletta di basi: se il codice prevedesse 2 basi si potrebbero codificare 4 2 = 16 amminoacidi, mentre con un codice a 3 basi si possono avere 4 3 = 64 diverse triplette. Dato che questo numero è sovrabbondante, il codice è DEGEERAT, ossia ogni amminoacido può essere codificato da più di una tripletta. Tuttavia, ogni tripletta codifica un solo amminoacido (il codice è AMBIGU). Vi sono anche triplette che non codificano per alcun amminoacido, ma danno il segnale di STP, ossia di termine della catena di amminoacidi. Il segnale di START invece corrisponde alla tripletta AUG, che è anche l unica che codifica per l amminoacido metionina. Il codice genetico è UIVERSALE, ossia è comune a tutti gli esseri viventi. L informazione viaggia a senso unico, DA RA proteine.

23 START Degenerazione del codice per gli amminoacidi Ala 4 Arg 6 Asn 2 Asp 2 Cys 2 Gln 2 Glu 2 Gly 4 His 2 Ile 3 Leu 6 Lys 2 Met 1 Phe 2 Pro 4 Ser 6 Thr 4 Trp 1 Tyr 2 Val 4

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