Appunti 3 lezione Genetica e microbiologia c.i.

INIZIO DELLA REPLICAZIONE NEI PROCARIOTI

I procarioti presentano delle sequenze ripetute di 13 bp seguite da una ripetizione di 9 bp che

prende il nome di ORI (origine di replicazione). È presente una sola ORI e viene riconosciuta dalla

proteina iniziatrice DNA A che a sua volta recluta le DNA elicasi (DNA B e DNA C) in grado di

denaturare la doppia elica. Dopo interviene la primasi che è un enzima in grado di sintetizzare il

primer di RNA complementare al filamento stampo.

BOLLA DI REPLICAZIONE

La Replicazione del DNA procede in due direzioni

Durante la replicazione, la stessa elica è, in tratti diversi, leading e lagging

Il filamento leading possiede un unico primer e viene sintetizzato in maniera continua.

Il filamento lagging viene sintetizzato grazie a più primer RNA e ai frammenti di okazaki.

FINE DELLA REPLICAZIONE

REPLICAZIONE DI DNA CIRCOLARE

A causa della sua forma circolare chiusa, il DNA batterico quando si duplica impone delle torsioni

che determinano stress sterico che viene alleggerito grazie alle topoisomerasi.

PASSAGGI DELLA REPLICAZIONE DI E. COLI

1. La topoisomerasi fa rilassare il filamento

2. La proteina iniziatrice si lega a ori-C

3. Due elicasi (una per ciascuna forca replicativa) denaturano e

svolgono un tratto della doppia elica

4. Le single-strand binding proteins stabilizzano il DNA ad elica

singola, senza coprire le basi

5. La RNA polimerasi (primasi) si lega all’elicasi e sintetizza un

innesco di circa 30 paia di basi

6. La DNA POL III lo estende da 5’ a 3’

7. Ad ogni passaggio la DNA POL III rimuove gli appaiamenti

sbagliati (proof-reading)

8. La DNA POL I degrada l’innesco ed estende il frammento

adiacente, procedendo da 5’ a 3’

9. La ligasi salda i filamenti adiacenti, senza aggiungere alcun

nucleotide

Ci sono tre eccezioni a questo processo:

-FAGO LAMBDA

La replicazione avviene grazie al meccanismo del “circolo rotante”.

-FX174: virus con DNA a singolo filamento

Il dna viene replicato tramite il meccanismo leading così si passa a un intermedio a doppio

filamento che può essere utilizzato come stampo per replicare n volte il genoma del virus.

-MOSAICO DEL TABACCO: virus a RNA

Per replicare il genoma utilizza una DNA polimerasi dipendente da RNA che produce uno stampo

di DNA. Dal DNA stampo grazie al meccanismo di trascrittasi inversa si potrà riottenere RNA.

REPLICAZIONE NEGLI EUCARIOTI

Hanno molte origini di replicazioni. Quando tutto il DNA è stato replicato, per legare

fra loro i frammenti ci vuole la ligasi che catalizza la formazione del legame fosfodiesterico.

I cromosomi eucarioti sono lineari e non circolari.

Le polimerasi coinvolte sono:

DNA Pol a: sintesi del primer

DNA Pol ß: riparazione del DNA nucleare (proofreading)

DNA Pol γ: replicazione, solo nei mitocondri

DNA Pol d: sintesi dell’elica lagging

DNA Pol e: sintesi dell’elica leading

Il genoma umano è circa 1000 volte più grande di quello di E. coli e la sua velocità di replicazione è

molto più bassa.

Velocità di replicazione:

E. coli: 50000 basi al minuto

Drosophila: 2600 basi al minuto

Topo: 2200 basi al minuto.

Poiché negli eucarioti i cromosomi sono lineari si deve far fronte al problema della replicazione

delle estremità 5’-3’ altrimenti in ogni ciclo di replicazione si perderebbero tratti genici.