Concetti Chiave
- La replicazione del DNA consente la formazione di copie esatte che trasmettono l'informazione genetica alle cellule figlie.
- Gli esperimenti di Meselson e Stahl hanno confermato la teoria semiconservativa della replicazione del DNA, evidenziando la presenza di filamenti di densità intermedia dopo il ciclo di replicazione.
- La replicazione è semiconservativa, con ogni molecola formata da un filamento preesistente e uno di nuova sintesi, determinato dalla successione delle basi dello stampo.
- Il nuovo filamento di DNA viene sintetizzato da nucleosidi trifosfato, con la reazione catalizzata dalle DNA-polimerasi in direzione 5'-3'.
- Nelle cellule procariotiche, la replicazione inizia in un'unica origine di replicazione, formando una bolla da cui divergono due forcelle di replicazione.
Indice
La replicazione del DNA
Caratteristica delle molecole del DNA è la capacità di formare copie esatte di se stesse; a queste copie è affidato il compito di trasmettere l’informazione genetica; nelle divisioni cellulari infatti ciascuna cellula figlia riceve un filamento di DNA identico a quello della cellula progenitrice.
Esperimenti di Meselson e Stahl
I meccanismi molecolari della replicazione furono approfonditi negli anni ‘50 da Meselson e Stahl, i quali sfruttarono la diversa densità degli isotopi 14N e 15N dell’azoto. Gli esperimenti furono condotti su una popolazione di Escherichia coli fatta crescere prima in un mezzo contenente 15N, poi in un mezzo di crescita contenente 14N; venivano così costruite molecole di DNA più leggere contenenti 14N e quelle meno leggere contenenti 15N. Estratto il DNA dalle cellule batteriche, con opportune tecniche fu possibile mettere in evidenza che dopo un ciclo di replicazione si era formato DNA a densità intermedia (un’elica con 15N, l’altra con 14N) e che dopo più cicli le catene leggere erano più numerose. I risultati confermarono l’ipotesi di Watson e Crick, secondo cui ciascun filamento della doppia elica funge da stampo nella sintesi di un nuovo filamento complementare.
La replicazione del DNA è semiconservativa, poiché ogni molecola prodotta dalla replicazione è costituita di un filamento preesistente e di un filamento di nuova sintesi; in particolare la successione delle basi sullo “stampo” determina a struttura del filamento complementare.
Sintesi del nuovo filamento
Il nuovo filamento polinucleotidico viene sintetizzato a partire da nucleosidi trifosfato di cui la cellula dispone: la formazione dei legami fosfodiesterici è catalizzata da una famiglia di enzimi o DNA-polimerasi e avviene sempre in direzione 5'-3',poiché il gruppo fosforico del carbonio 5' di ciascun nucleotide reagisce con il gruppo alcoolico al 3' del nucleotide precedente . L’energia spesa in questa reazione di sintesi è quella fornita dall’idrolisi del pirofosfato, derivato dalla scissione dei nucleosidi trifosfato in nucleosidi monofosfato e molecole di pirofosfato.
Replicazione nella cellula procariotica
Nella cellula procanotica la separazione dei due filamenti si verifica in un unico sito specifico del DNA circolare ,detto origine di replicazione;si forma una bolla dalla quale divergono due forcelle di replicazione e la sintesi procede in modo continuo su di un filamento e per “tronconi” e in direzione opposta sull’altro.
Domande da interrogazione
- Qual è la caratteristica principale della replicazione del DNA?
- Quali esperimenti hanno confermato il modello semiconservativo della replicazione del DNA?
- Come avviene la sintesi del nuovo filamento di DNA?
La replicazione del DNA è caratterizzata dalla capacità di formare copie esatte di se stesse, garantendo che ogni cellula figlia riceva un filamento di DNA identico a quello della cellula progenitrice.
Gli esperimenti di Meselson e Stahl, che utilizzarono isotopi di azoto, dimostrarono che dopo un ciclo di replicazione si formava DNA a densità intermedia, confermando l'ipotesi di Watson e Crick che ogni filamento della doppia elica funge da stampo per un nuovo filamento complementare.
La sintesi del nuovo filamento polinucleotidico avviene a partire da nucleosidi trifosfato, catalizzata da DNA-polimerasi, in direzione 5'-3', con energia fornita dall'idrolisi del pirofosfato.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
