ACIDI NUCLEICI ESPERIMENTI

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1 ACIDI NUCLEICI ESPERIMENTI 1869 FRIEDRICK MIESCHER Isolò per la prima volta una sostanza zuccherina leggermente acida contenente fosforo Questa sostanza venne chiamata: acido nucleico perché scoperta nel nucleo delle cellule 1940 ALFREDO HERSHEY e MARTA CHASE Esperimenti: virus (fago T4) su Escherichia coli Fago formato da capside genoma di natura proteica (DNA) 2 campioni di fagi uno marcato con S 35 l altro marcato con P 32 infezione di due gruppi di cellule batteriche ciclo evolutivo del virus mescolamento delle cellule batteriche proteine del capside DNA del genoma separazione delle cellule batteriche dai capsidi virali per centrifugazione Scoperta l isotopo S 35 era rimasto fuori delle cellule batteriche l isotopo P 32 era entrato all interno delle cellule batteriche e si era duplicato ACIDI solo il DNA NUCLEICI ESPERIMENTI è coinvolto nel processo di duplicazione e contiene il materiale ereditario 1950 PAULING

2 Le proteine sono disposte in modo elicoidale. Questo avvolgimento ad elica è mantenuto da legami idrogeno che si instaurano tra amminoacidi della catena polipeptidica Pauling avanzò l ipotesi che il DNA e l RNA potessero avere struttura simile a quella delle proteine 1951 CHARGAFF Scopre che la proporzione dei nucleotidi di DNA contenenti timina è di 1:1 dei nucleotidi contenenti adenina Lo stesso vale per la citosina e la guanina 1952 ROSALIND FRANKLIN Specialista nel riprendere immagini ai raggix di materiali cristallini Diffrazione ai raggi X Facendo passare un fascio di raggi X attraverso un aggregato cristallino, si possono ricavare informazioni sulla conformazione molecolare del cristallo dal modo in cui i raggi X vengono diffratti dalle particelle del cristallo. Le sue immagini della diffrazione ai raggi X del DNA e del RNA fornirono indizi fondamentali a Watson e Crick 1953 WATSON e CRICK Modello molecolare del DNA ACIDI NUCLEICI DNA ACIDO DESOSSIRIBONUCLEICO

3 RNA ACIDO RIBONUCLEICO NB. Si chiamano acidi nucleici perché sono stati scoperti nel nucleo delle cellule. DNA Definizione Il DNA è l agente che controlla i caratteri ereditari

4 FUNZIONE Il DNA è il depositario delle informazioni genetiche è l archivio genetico Ogni carattere ereditario è in relazione con la sequenza dei nucleotidi del DNA CARATTERISTICA Il DNA ha la capacità di autoduplicarsi DNA STRUTTURA Modello di Watson e Crick la molecola del DNA è formata da due filamenti avvolti ad elica ogni filamento è un polimero di nucleotidi è costituito da una sequenza di unità fondamentali: Nucleotidi successione ordinata

5 Nucleotide molecola formata da *gruppo fosforico deriva da H3PO4 *Desossiribosio (zucchero a 5 atomi di C) *Base azotata Z B Le basi azotate sono 4 adenina citosina guanina timida si dividono in PURINE In ogni nucleotide adenina guanina è identico l acido fosforico e lo zucchero cambia la base azotata formate da 2 anelli: uno esagonale e uno pentagonale PIRIMIDINE citosina timida formate da un anello esagonale Nel DNA si hanno 4 tipi di nucleotidi Adenosinfosfato D A Citosoninfosfato D C Guanosinfosfato D G Timinosinfosfato DNA D T STRUTTURA Modello di Watson e Crick Ogni filamento di DNA è una sequenza di nucleotidi I nucleotidi si uniscono tra loro mediante un legame che si forma tra il gruppo fosforico di un nucleotide e il carbonio 3 della molecola di zucchero del nucleotide adiacente (legame di tipo estere) In ogni nucleotide la base azotata è legata al carbonio C1 con legame covalente

6 I due filamenti sono uniti da deboli legami chimici (legami idrogeno) che si istaurano tra basi azotate complementari A-T C-G G-C T-A NB Quando si è stabilito l ordine dei nucleotidi di una filamento resta stabilito anche l ordine dei nucleotidi nell altro. All interno della doppia elica i due filamenti corrono in senso opposto. La direzione dall estremità 5 alla 3 di ogni filamento è invertita rispetto all altro. I filamenti sono detti perciò antiparalleli PROCESSO DNA DUPLICAZIONE S S S La molecola del DNA si despiralizza in un tratto punto di origine della duplicazione I due filamenti della doppia elica si separano per azione di enzimi bolla di duplicazione forcella di duplicazione Le basi azotate esposte dei nucleotidi dei due filamenti richiamano e agganciano i nucleotidi complementari di DNA liberi nel nucleo La duplicazione viene detta duplicazione bidirezionale perché avviene nelle due direzioni opposte rispetto al punto di origine S I nucleotidi di DNA agganciati dalle basi azotate complementari si allineano lungo il filamento di DNA vengono legati uno dopo l altro con legami di tipo estere per mezzo dell enzima DNApolimerasi

7 formano due filamenti complementari Ogni filamento di DNA serve da stampo per un nuovo filamento S Si ottengono due doppie eliche identiche a quella di partenza con informazioni identiche a quelle di partenza CARATTERISTICA Duplicazione semiconservativa In ogni nuova molecola uno dei due filamenti deriva sempre dalla molecola di partenza NB NB Il processo di duplicazione è catalizzato da enzimi specifici: DNAelicasi DNApolimerasi DNAligasi non avviene da un estremo all altro della molecola ma simultaneamente in più punti La duplicazione del DNA è un autoduplicazione una proprietà peculiare del DNA NB Errori presenza di nucleotidi non complementari Enzimi riparatori RNA STRUTTURA la molecola del RNA è formata da due filamenti avvolti ad elica ogni filamento è un polimero di nucleotidi è costituito da una sequenza di unità fondamentali: Nucleotidi Nucleotide molecola formata da *gruppo fosforico deriva da H3PO4 * Ribosio (zucchero a 5 atomi di C) *Base azotata Z successione ordinata B Le basi azotate sono 4 adenina citosina guanina uracile si dividono in PURINE In ogni nucleotide adenina guanina è identico l acido fosforico e lo zucchero cambia la base azotata formate da 2 anelli: uno esagonale e uno pentagonale PIRIMIDINE citosina uracile formate da un anello esagonale

8 Nel RNA si hanno 4 tipi di nucleotidi Adenosinfosfato R A Citosoninfosfato R C Guanosinfosfato R G Timinosinfosfato R U Il filamento di RNA è una sequenza di nucleotidi I nucleotidi si uniscono tra loro mediante un legame che si forma tra il gruppo fosforico di un nucleotide e il carbonio 3 della molecola di zucchero del nucleotide adiacente (legame di tipo estere) In ogni nucleotide la base azotata è legata al carbonio C 1 con legame covalente RNA FUNZIONE L RNA è il veicolo trasmettitore della informazione scritta nel DNA TIPI di RNA mrna (messaggero) porta al citoplasma le informazioni che il DNA ha trascritto Gli mrna sono tanti quante sono le proteine La diversificazione tra un mrna e l altro sta nella successione e nel numero dei nucleotidi rrna (ribosomale) forma i ribosomi trna (di trasporto) trasporta gli amminoacidi ai ribosomi nell ordine indicato dal mrna DIFFERENZE TRA DNA e RNA

9 F Il DNA è formato da un doppio filamento l RNA è formato da un semplice filamento F La molecola di RNA è più piccola di quella di DNA F F I nucleotidi contengono: Desossiribosio Ribosio La base azotata Timina non esiste nel RNA (Le basi azotate del RNA sono: adenina, citosina, guanina, uracile) nel DNA nel RNA

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