Concetti Chiave
- Il DNA è l'unico agente in grado di trasferire l'informazione genetica tra ceppi batterici, controllando anche la sintesi dei prodotti specifici.
- La materia è composta da atomi legati tra loro tramite legami covalenti e legami a idrogeno, fondamentali per la struttura e funzionalità delle molecole.
- Esistono due tipi di acidi nucleici: DNA, con timina, e RNA, con uracile. Entrambi sono formati da nucleotidi contenenti basi azotate, zucchero e gruppo fosfato.
- Il DNA ha una struttura a doppia elica con catene polipeptidiche complementari, dove il rapporto tra le basi è sempre 1:1 tra adenina e timina, e guanina e citosina.
- La replicazione del DNA avviene tramite complementarietà delle eliche, e qualsiasi cambiamento nell'ordine delle basi può causare mutazioni che influenzano il fenotipo.
Il ruolo del DNA
Fattore trasformante: agente molecolare responsabile della trasformazione (DNA).
* Il DNA porta l’informazione genetica; solo lui può trasferire l’informazione da un ceppo batterico all’altro.
* Il DNA controlla la sintesi dei prodotti specifici. Il trasferimento di DNA comporta anche quello della capacità di sintetizzare specifici prodotti genetici. La trasformazione non può essere effettuata su organismi eucarioti.
* Il DNA è su tutto il cromosoma.
* La concentrazione del DNA nella cellula di un organismo eucariote si correla con il suo numero di cromosomi: cellule somatiche diploidi (2n) hanno il doppio del corredo cromosomico delle cellule aploidi (n) e il contenuto di DNA delle cellule somatiche è due volte quello dei gameti aploidi.
Struttura degli atomi e legami
La struttura: la materia è composta di atomi; i differenti tipi di atomi (elementi) sono, in natura, combinati a formare le molecole. Le molecole possono essere rappresentate da formule che indicano, mediante simbolo, ciascun elemento presente.
Gli atomi sono tenuti insieme da legami:
1. covalenti = legami chimici che si formano per condivisione di elettroni fra atomi. Si formano e si rompono durante le reazioni chimiche. 1 paio di elettroni condivisi tra due atomi la condivisione di due o più elettroni formano legami covalenti più complessi.
2. A idrogeno (H) = legame chimico debole tra H e 1 altro atomo. Ha ruolo fondamentale nella formazione delle strutture 3D delle molecole e per la loro funzionalità. È un’interazione debole tra due atomi che hanno cariche elettriche parziali opposte. Uniscono due eliche di DNA.
Acidi nucleici e loro componenti
Negli organismi viventi ci sono due tipi di acidi nucleici:
1. DNA (acido desossiribonucleico) = molecola formata da filamenti antiparalleli di polinucleotidi.
2. RNA (acido ribonucleico) = acido nucleico che contiene la pirimidina gracile e lo zucchero ribosio.
Essi sono formati da subunità (nucleotidi), costituiti da 1 base azotata (purina o pirimidina), 1 zucchero pentoso (ribosio o desossiribosio) e 1 gruppo fosfato.
Gruppi fosfato sono il motivo per cui DNA e RNA sono acidi nucleici.
Le purine e le pirimidine hanno 1 anello a 6 atomi, ma le purine ne hanno anche uno a tre atomi.
Struttura del DNA e RNA
Le purine: adenina (A) e guanina (G) = nel DNA e nell’RNA
Le pirimidine: timida (T) = nel DNA; l’uracile (U) = nell’RNA; la citosina (C) = nel DNA e nell’RNA.
DNA = formato da 4 basi: A, G, U, C
RNA = formato da 4 basi: A, G, T, C
I nucleotidi (mattone che costituisce DNA e RNA) sono formati da 1 base legata covalentemente a zucchero, legato covalentemente a 1 gruppo fosfato; vengono denominati in base a quale tipo di base e zucchero contengono. Possono essere legati covalentemente grazie a legami che si formati tra il gruppo fosfato di 1 nucleotide e lo zucchero di 1 altro (polinucleotidi).
Le catene polinucleotide sono diverse alle loro estremità:
il 5’ è estremo caratterizzato da 1 gruppo fosfato
il 3’ È quello opposto e ha 1 gruppo OH attaccato a molecola di succhero.
La molecola di DNA ha forma ad elica di diametro costante.
Sempre rapporto 1:1 tra quantità di T e quella di A e tra G e C nel DNA.
Il DNA è formato da due catene polipeptidiche orientate in versi opposti.
Le due catene polipeptidiche sono avvolte intorno a 1 asse centrale a formare 1 doppia elica. In ogni catena polipeptidica lo zucchero e il fosfato sono legati a formare lo scheletro della catena. Le basi sporgono all’interno dove si appaiano con quelle dell’elica opposta tramite legami H. Appaiamento tra basi è specifico: A – T; C – G = coppia di basi.Accoppiamento tra basi rende le catene polipeptidiche complementari per la composizione in basi.
Replicazione e mutazioni genetiche
L’informazione genetica di 1 organismo è nel suo DNA, corrisponde infatti alle “coppie di basi” che formano il genoma, la cui grandezza varia da organismo a organismo.
Qualsiasi cambiamento nell’ordine o nel numero delle basi di 1 gene causa mutazione, e quindi fenotipo anormale.
La complementarietà delle eliche di DNA spiega come avviene la replicazione dell’informazione genetica a ogni divisione cellulare: ogni elica può fare da templato (stampo) per la sintesi di 1 elica complementare.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo fondamentale del DNA nella trasmissione dell'informazione genetica?
- Quali sono le differenze tra DNA e RNA in termini di struttura e componenti?
- Come avviene la replicazione del DNA?
- Qual è la relazione tra il numero di cromosomi e la concentrazione di DNA nelle cellule eucariote?
- Quali tipi di legami chimici sono presenti nella struttura del DNA?
Il DNA è l'unico agente in grado di trasferire l'informazione genetica da un ceppo batterico all'altro, controllando anche la sintesi di prodotti specifici (testo).
Il DNA è formato da filamenti antiparalleli di polinucleotidi con basi azotate A, T, C e G, mentre l'RNA contiene A, U, C e G, ed è composto da zucchero ribosio (testo).
La replicazione del DNA avviene grazie alla complementarietà delle eliche, dove ogni elica funge da templato per la sintesi di un'elica complementare durante la divisione cellulare (testo).
La concentrazione di DNA in una cellula eucariote è correlata al numero di cromosomi; le cellule somatiche diploidi (2n) hanno il doppio del contenuto di DNA rispetto ai gameti aploidi (n) (testo).
Il DNA è mantenuto insieme da legami covalenti tra nucleotidi e legami idrogeno tra le basi azotate, che sono fondamentali per la stabilità e la funzionalità della molecola (testo).
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