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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.