David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis. Biologia La scienza della vita

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2 David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis Biologia La scienza della vita 2

3 B - L ereditarietà e l evoluzione Il linguaggio della vita 3

4 Il materiale genetico Nome comune Numero di coppie di cromosomi zanzara 3 mosca 6 rospo 11 riso 12 rana 13 alligatore 16 frumento 21 uomo 23 patata 24 asino 31 cavallo 32 cane 39 carpa 52 Varia di quantità da specie a specie. Regola lo sviluppo della cellula. Ha la capacità di duplicarsi. 4

5 L esperimento di Griffith Il «fattore di trasformazione» è il materiale ereditario. 5

6 L esperimento di Avery Nel 1944 si capisce che il «fattore di trasformazione» dell esperimento di Griffith (1928) è il DNA. 6

7 L esperimento di Hershey-Chase Nel 1952 si dimostra che il materiale genetico è costituito dal DNA e non dalle proteine. 7

8 La struttura elicoidale del DNA Gli esperimenti di Rosalind Franklin con la cristallografia ai raggi X fornirono la prova decisiva per comprendere la forma elicoidale della molecola di DNA. 8

9 La composizione chimica del DNA Il DNA è un polimero composto di nucleotidi. Ogni nucleotide è formato da: una molecola di zucchero (desossiribosio) un gruppo fosfato una base azotata 9

10 La regola di Chargaff Nel DNA la quantità totale delle purine (adenina e guanina) è sempre uguale a quella delle pirimidine (timina e citosina). 10

11 Il modello a doppia elica Nel 1953 Watson e Crick proposero il modello tridimensionale del DNA. 11

12 La struttura del DNA - 1 Ogni molecola di DNA è formata da due catene antiparallele, in cui l appaiamento delle basi è complementare. L elica ha avvolgimento costante e destrogiro. 12

13 La struttura del DNA - 2 I nucleotidi all interno di ciascuna catena sono uniti da legami covalenti, mentre quelli che uniscono i due filamenti appaiati sono legami a idrogeno. 13

14 Il DNA è in grado di replicarsi La duplicazione del DNA è semiconservativa. 14

15 L inizio della duplicazione del DNA Alcuni enzimi del complesso di duplicazione aprono la doppia elica e formano due forcelle di duplicazione. 15

16 La primasi dà il via alla duplicazione Su ciascuno dei due filamenti l enzima primasi sintetizza un breve primer complementare al filamento stampo. 16

17 La polimerasi continua la sintesi L enzima DNA polimerasi aggiunge nucleotidi all estremità 3' del primer. 17

18 La duplicazione procede diversamente sui due filamenti La DNA polimerasi può aggiungere nucleotidi solo all estremità 3' di un filamento. Dunque la duplicazione è continua sul filamento veloce, ma discontinua e procede a ritroso sul filamento lento. 18

19 La duplicazione del filamento lento Sul filamento lento sono sintetizzati molti primer seguiti da frammenti di Okazaki che poi sono uniti dall enzima DNA ligasi. 19

20 I telomeri In molti eucarioti le estremità dei cromosomi presentano delle sequenze ripetitive: i telomeri. A ogni duplicazione la cellula perde una porzione del DNA telomerico, fino a quando non si può più duplicare e muore. 20

21 La telomerasi 21

22 I meccanismi di riparazione del DNA - 1 Correzione di bozze: le proteine del complesso di duplicazione correggono gli errori a mano a mano che la DNA polimerasi li compie. 22

23 I meccanismi di riparazione del DNA - 2 Riparazione dei disappaiamenti: delle proteine controllano il nuovo filamento di DNA e correggono gli errori di appaiamento. 23

24 I meccanismi di riparazione del DNA - 3 Riparazione per escissione: appositi enzimi intervengono per eliminare e sostituire i pezzi difettosi del nuovo filamento. 24

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