Processi biologici fondamentali: dal DNA alla sintesi proteica

francyy12
di francyy12
5 min
Habilis
Vota
Appunto verificato
Contenuto verificato e approvato dal  Team di Esperti di Skuola.net Informazioni appunto verificato Informazioni appunto verificato hover

Scopri i processi biologici fondamentali, dalla duplicazione del DNA alla sintesi proteica. Approfondisci la trascrizione, traduzione e i cicli virali, per comprendere le basi della vita cellulare e il funzionamento dei geni e delle proteine.

Concetti Chiave

  • La duplicazione del DNA avviene attraverso un processo complesso che coinvolge diverse proteine come elicasi, primasi e DNA polimerasi, che lavorano insieme per garantire una copia fedele del materiale genetico.
  • Il processo di trascrizione produce mRNA dal DNA, includendo fasi cruciali come capping, poliadenilazione e splicing, che preparano l'mRNA per la sintesi proteica.
  • Durante la traduzione, il tRNA si lega al ribosoma e forma legami peptidici, portando alla sintesi di polipeptidi a partire dall'mRNA attraverso fasi di inizio, allungamento e terminazione.
  • I virus sono parassiti intracellulari obbligati che possono seguire cicli litici o lisogeni, influenzando il ciclo di vita delle cellule ospiti e la produzione di nuovi virioni.
  • Il clonaggio genico implica il taglio del DNA con enzimi di restrizione e l'uso di plasmidi per trasferire geni di interesse in cellule ospiti, seguito da controlli per verificare il successo del processo.

Indice

  1. Duplicazione del DNA
  2. Processo di trascrizione
  3. Genetica batterica
  4. Clonaggio genico
  5. Elettroforesi e PCR

Duplicazione del DNA

Duplicazione copia identica del DNA di partenza DNA si despiralizza in punti detti ORI, ricchi di adenina e timina Elicasi: sfrutta energia per la rottura dei legami A-T per aprire bolla di replicazione Ssb: proteine che impediscono la riformazione dei legami Primasi: sintetizza PRIMER per la DNA polimerasi DNA polimerasi : sintetizzano il neofilamento e controllano eventuali errori, DNA ligasi: unisce i filamenti Avviene per ogni divisione cellulare (meiosi/mitosi), nella fase S del ciclo cellulare si muove in direzione 5'3': -Filamento lungo e continuo -Filamento corto e discontinuo (Okazaki), servono tanti primer A ogni divisione si perdono nucleotidi (Telomeri), quando terminano la cellula muore Alcune cellule (es: gameti) hanno la telomerasi che sintetizza nuovi nucleotidi.

Processo di trascrizione

produce mRNA dal DNA Capping: aggiunta di nucleotidi che stabilizzano e permettono legame con ribosomi Poliadenilazione: aggiunta di adenine Splicing: eliminazione sequenze introniche, unendo gli esoni codificanti Inizio: presso TATA-box dove viene posto un Primer Allungamento: l’RNA polimerasi sintetizza i nucleotidi Fine: sequenze di Stop e si ottiene il pre-mRNA o Trascritto Primario Maturazione da pre-mRNA a mRNA sintetizza le proteine Il tRNA viene attivato dall’enzima Amminoacil tRNA sintetasi Inizio: il codone di inizio dell’mRNA (AUG) si lega al tRNA con METIONINA e al ribosoma (complesso di inizio) e il processo inizia grazie ai fattori di inizio (proteine) Allungamento: il tRNA con metionina è nel sito P mentre nel sito A vi è un tRNA con un altro amminoacido. La metionina si stacca dal suo tRNA per attaccarsi al nuovo amminoacido con un legame peptidico. Il tRNA libero si sposta nel sito E, dove esce. Terminazione: quando nel sito A vi è un codone di stop si interrompe la traduzione. Il polipeptide si separa dal ribosoma: può perdere la metionina e può dover essere attivato prima di svolgere la propria funzione

Virus = Parassiti Intracellulari Obbligati Genoma a DNA o RNA Capside Pericapside o envelope (opzionale)

Ciclo litico: produzione di virioni con geni: immediati precoci precoci tardivi Vi è quindi la lisi della cellula.

Ciclo Lisogeno: il genoma si ingloba a quello del batterio Profago: Si duplica insieme finché la cellula si stressa.

Genetica batterica

Batteri Privi di nucleo Cromosoma circolare con 10-12 geni Plasmide (opzionale) - operoni metabolici specializzati - geni resistenti antibiotici - geni per coniugazione Scambio Genico Verticale Scambio Genico Orizzontale Scissione Binaria Coniugazione: tra batteri tramite il Pilo Sessuale Trasduzione (Generalizzata e Specializzata): per annessione di DNA della cellula attaccata al genoma del virus Trasformazione: per anessione di DNA di una cellula morta.

Clonaggio genico

Clonaggio genico:

1. Taglio del DNA con Enzimi di Restrizione (endonucleasi), formando sticky / blunt ends.

2. Trasferimento del gene tramite un plasmide (vettore) e unione con DNA ligasi tra gene di interesse e plasmide 3. Trasformazione in una cellula ospite Controlli post-clonaggio.

1. Controllo del marcatore (resistenza antibiotici) > presenza del plasmide.

2.

Elettroforesi e PCR

Controllo di LAC Z (digestione lattosio) > presenza del gene di interesse: - se c’è il gene, LAC Z è stato eliminato, colonie bianche - se non c’è il gene, LAC Z è presente, colonie blu Elettroforesi: realizzazione di numerose copie di un gene separazione di molecole cariche in un campo elettrico Gel di agarosio solidifica in una vaschetta con un pettine Togliendo il pettine restano i pozzetti, dove verrà inserito il DNA Il DNA sarà miscelato con un indicatore di colore Il gel solido viene posto nella camera elettroforetica e vengono riempiti i pozzetti Dal catodo negativo il DNA corre verso il polo positivo Viene aggiunto un composto fluorescente così da far vedere il DNA a raggi UV PCR isola e amplifica il gene con TAQ polimerasi partendo da un DNA stampo Denaturazione: temperatura > 95° per rompere legami idrogeno per aprire DNA.

Appaiamento: temperatura 50-65° per unire i Primer Allungamento: temperatura 70° per far sintetizzare a TAQ polimerasi nucleotidi.

Studia con la mappa concettuale

Domande da interrogazione

  1. Qual è il processo di duplicazione del DNA e quali sono i suoi passaggi principali?

    2. La duplicazione del DNA avviene durante la fase S del ciclo cellulare e comporta la despiralizzazione del DNA in punti detti ORI. Le proteine come l'elicasi, la primasi e la DNA polimerasi svolgono ruoli cruciali, mentre la DNA ligasi unisce i filamenti. Si formano filamenti continui e discontinui, e i telomeri si accorciano ad ogni divisione cellulare.

  2. Come avviene la trascrizione del DNA in mRNA?

    3. La trascrizione produce mRNA dal DNA attraverso fasi di capping, poliadenilazione e splicing. Inizia presso la TATA-box, dove un primer è posizionato, e termina con sequenze di stop, generando il pre-mRNA che viene poi maturato in mRNA.

  3. Qual è la differenza tra il ciclo litico e il ciclo lisogeno dei virus?

    4. Nel ciclo litico, i virus producono virioni e causano la lisi della cellula, mentre nel ciclo lisogeno, il genoma virale si integra nel genoma del batterio e si duplica insieme a esso fino a quando la cellula non è stressata.

  4. Come avviene il clonaggio genico?

    5. Il clonaggio genico prevede il taglio del DNA con enzimi di restrizione, il trasferimento del gene tramite un plasmide e l'unione con DNA ligasi. Successivamente, si controlla la presenza del plasmide e del gene di interesse attraverso metodi come l'elettroforesi e la PCR.

  5. Quali sono i metodi di scambio genico nei batteri?

    6. I batteri possono scambiare geni attraverso scambio genico verticale e orizzontale, con meccanismi come la coniugazione tramite pilo sessuale, la trasduzione (generalizzata e specializzata) e la trasformazione con DNA di cellule morte.

Appunti correlati

Domande e risposte

Hai bisogno di aiuto?
Chiedi alla community
Vai al forum