Il DNA conserva l informazione genetica
Gli esperimenti di Frederick Griffith (1928)
Gli esperimenti di Oswald Avery (1944) + Estratti dal ceppo IIIS ucciso al calore di Polisaccaridi Lipidi Proteine Acidi nucleici
Gli esperimenti di Alfred Hersey e Martha Chase 1953
DNA GENI CROMOSOMI CROMATINA GENOMI
LA STRUTTURA DEGLI ACIDI NUCLEICI
Gli acidi nucleici sono polimeri in cui i monomeri sono i nucleotidi I componenti dei nucleotidi: lo zucchero pentoso la base azotata Il gruppo fosfato
I componenti dei nucleotidi: lo zucchero pentoso
I componenti dei nucleotidi: le basi azotate
I componenti dei nucleotidi: il gruppo fosfato I gruppi fosfato conferiscono al DNA una carica negativa e lo rendono un acido
I nucleotidi La base e lo zucchero sono legati tra loro da un legame N-glicosidico che si forma tra il C1 dello zucchero e -l N in posizione 1 delle pirimidine -l N in posizione 9 delle purine Legame N-glicosidico Il gruppo fosfato è sempre unito all atomo di C in posizione 5 dello zucchero
Deossiribonucleotidi Deossiadenilato (deossiadenosina 5 -monofosfato) Deossiguanilato (deossiguanosina 5 -monofosfato) Deossitimidilato (deossitimidina 5 -monofosfato) Deossicitidilato (deossicitidina 5 -monofosfato) Simboli: Deossiadenosina Deossiguanosina Deossitimidina (o timidina) Deossicitidina
Ribonucleotidi Adenilato (adenosina 5 -monofosfato) Guanilato (guanosina 5 -monofosfato) Timidilato (timidina 5 -monofosfato) Deossicitidilato (citidina 5 -monofosfato) Simboli: Adenosina Guanosina Uridina Citidina
Le strutture del DNA La struttura primaria del DNA è la sequenza di nucleotidi che costituiscono la molecola La struttura secondaria è la configurazione tridimensionale stabile di una molecola di DNA La struttura terziaria è il complesso ripiegamento che il DNA genomico è soggetto all interno di una cellula batterica o eucariotica
La catena polinucleotidica degli acidi nucleici Ponte fosfodiestere In una catena polinucleotidica i nucleotidi sono connessi da legami covalenti tra il gruppo fosfato del C5 di un nucleotide e il gruppo ossidrilico del C3 di quello successivo, formando un legame fosfodiestere. Lo scheletro covalente degli acidi nucleici è costituito da un alternanza di gruppi fosforici e di residui di pentosio, mentre le basi azotate possono essere considerate come gruppi laterali uniti allo scheletro. Le due estremità di una catena polinucleotidica sono diverse: l estremità 5 è detta anche 5 fosfato, e l estremità 3 è detta anche 3 OH
I legami idrogeno nella doppia elica del DNA Timina Adenina Guanina Citosina
Le due catene polinucleotidiche di una molecola di DNA: 1. sono tenute insieme da legami idrogeno tra le basi azotate 2. non sono identiche, ma complementari tra loro 3. sono antiparallele: una ha direzione 5 3, l altra 3 5
La struttura secondaria del DNA Il modello della doppia elica del DNA di Watson e Crick Il modello originale proponeva che vi fossero 10 coppie di basi oppure 34 Å per ogni giro dell elica. Misure successive hanno dimostrato che in ogni giro d elica vi sono 10,5 coppie di basi e 36 Å.
Il solco maggiore e il solco minore del DNA A causa del fatto che i legami glicosidici non sono diametralmente opposti l uno all altro, ciascuna coppia di basi ha un lato più esteso che delimita la scanalatura maggiore e un lato meno esteso che delimita la scanalatura minore
Differenze tra DNA e RNA Nel RNA: 1. lo zucchero ribosio 2. la base uracile 3. Il singolo filamento
Le varie strutture secondarie del DNA La struttura proposta da Watson e Crick (forma B del DNA) è quella più stabile per una molecola di DNA con sequenza casuale e in condizioni fisiologiche.
Forma A Forma B Forma Z direzione dell elica Destrorsa Destrorsa Sinistrorsa Diametro 2,2 nm 2 nm 1,8 nm Coppie di basi per ogni giro d elica Distanza tra base e base Rotazione per coppia di basi Condizioni necessarie per ottenere la struttura Confronto tra le forme A, B e Z del DNA 11 10,5 12 0,26 nm 0,34 nm 0,37 nm 32,7 36-30 H 2 O 75% H 2 O 92% Basi puriniche che si alternano a basi pirimidiniche Aspetto generale Corto e largo Lungo e stretto Allungato e stretto
GENOMI E CROMOSOMI
L organizzazione del genoma in cromosomi Virus RNA DNA a singolo filamento a doppio filamento lineare circolare Procarioti DNA a doppio filamento lineare circolare Eucarioti nucleo organelli DNA a doppio filamento lineare DNA a doppio filamento circolare
Diversi tipi di genomi
Il cromosoma nei procarioti rilassato superavvolto
I cromosomi negli eucarioti Numero Dimensione Posizione del centromero Pattern di eterocromatina Bandeggio
Il numero di cromosomi negli eucarioti è specie-specifico specifico Organismo Specie N coppie di cromosomi Zanzara Culex pipiens 3 Cipolla Allium cepa 8 Rana Rana pipiens 13 Gatto Felis domesticus 19 Topo Mus musculus 20 Uomo Homo sapiens 23 Patata Solanum tuberosum 24 Cavallo Equus caballus 32 Pollo Gallus domesticus 39 Cane Canis familiaris 39
Dimensione dei cromosomi negli eucarioti
Posizione del centromero (a) telocentrico (b) acrocentrico (c) metacentrico Braccio corto (p) e braccio lungo (q)
Pattern di Eterocromatina
Cromosomi degli eucarioti: : il cariotipo Bandeggio G Bandeggio Q Bandeggio R
I 3 elementi di un cromosoma eucariotico
...ma da cosa sono costituiti i cromosomi? CROMATINA...e da cosa è costituita la cromatina? DNA PROTEINE ISTONICHE PROTEINE NON ISTONICHE
La compattazione della cromatina
La compattazione della cromatina
Struttura del nucleosoma L avvolgimento del DNA attorno al nucleo di un nucleosoma lo rende più compatto di circa sette volte
Il nucleosoma
Domande Qual è la struttura e la funzione dei seguenti elementi: DNA Cromosomi Cromatina Genoma