Appunti di Biologia

CICLO MESTRUALE

Il ciclo mestruale comincia con il primo giorno di sanguinamento vaginale, sintomo dello sfaldamento della parete uterina che si era preparata ad accogliere l'embrione. In questa fase i livelli di FSH cominciano a salire, inducendo ulteriore accrescimento dei follicoli che hanno raggiunto un livello di maturazione adeguato. I follicoli contengono gli ovociti primari fermi in profase I, e in genere un solo follicolo completa la maturazione per ogni ciclo mestruale. Poco dopo, l'ipofisi secerne anche LH che induce la ripresa della meiosi. L'azione contemporanea di FSH ed LH stimola la secrezione di estrogeni da parte delle cellule follicolari. Gli estrogeni stimolano l'ispessimento dell'endometrio, l'aumento di vasi sanguigni e la fluidificazione del muco cervicale. I valori massimi di FSH e LH coincidono con l'ovulazione, cioè con l'espulsione dell'ovocita secondario fermo in metaase II dal follicolo. Il follicolo si trasforma...incorpo luteo che secerne progesterone, questo ormone stimola l'ulteriore ispessimento della parete uterina e mantiene bassi i livelli di FSH impedendo la maturazione di altri follicoli. Se avviene la fecondazione la produzione di progesterone continua. In assenza di fecondazione la produzione di progesterone cessa, la mucosa uterina si sfalda e i valori di FSH riprendono a salire per iniziare un nuovo ciclo. DNA Cenni storici: 1928: Frederic Griffith studiando lo pneumococco si accorse del fattore trasformante presente nei batteri non virulenti capace di renderli patogeni. 1844 Avery Macleod e Mccarty, il fattore trasformante è rappresentato dal DNA. 1952 Hershey e Chase, il DNA responsabile del trasferimento delle informazioni ereditarie. 1949 Chargaff, nel DNA la quantità di adenina è sempre uguale a quella di timina e quella di guanina pari a quella di citosina. 1952 Rosalinda Franklin, usa la crittografia raggi X e intuisce la natura elicoidale del DNA. 1953 Watson eCrick teorizzano la struttura tridimensionale del DNA. Il DNA o acido desossiribonucleico è un polimero costituito da monomeri: le unità monomeriche che costituiscono il DNA sono dette nucleotidi. Il nucleotide è formato da zucchero pentoso: desossiribosio, base azotata eterociclica e gruppi fosfato. Il carbonio in posizione 1 dello zucchero lega la base azotata attraverso l'legame N glicosidico. Il carbonio 5 lega il gruppo fosfato. La molecola di DNA presenta caratteristiche fondamentali:

• le due catene sono complementari e antiparalleli,
• i legami tra i nucleotidi della catena sono legami covalenti mentre quelli che uniscono i due filamenti appaiati sono legami idrogeno,
• l'elica ha un andamento destrogiro.

Ogni catena di nucleotidi è caratterizzata da legami covalenti tra il gruppo fosfato legato al carbonio 5 di un nucleotide e l'ossigeno legato al carbonio in posizione 3 del nucleotide precedente. I legami covalenti si formano per.

condensazione tra un gruppo ossidrile del desossiribosio e uno del gruppo fosfato. Quindi ogni nucleotide della catena forma legami con altri due nucleotidi. Le due catene sono tenute insieme da legami idrogeno tra le basi rivolte verso il centro.

Le basi sono eterocicliche perché oltre a contenere carbonio e idrogeno compare anche un elemento, cioè l'azoto. Si dividono in basi puriniche: adenina e guanina con due anelli eterociclici, e basi pirimidiniche: citosina, timina e uracile con un anello eterociclico.

Il DNA è formato da una struttura a doppia elica, ovvero con due catene polinucleotidiche. Le basi azotate sporgono verso l'interno dell'elica. Adenina e timina si appaiano con 2 ponti idrogeno, mentre guanina e citosina si appaiano con tre punti idrogeno.

L'elica è destrogira, ovvero si avvolge su se stessa in senso orario. Si crea un solco maggiore e un solco minore e compie un giro completo ogni 10 basi. La doppia elica di DNA si avvolge.

Attorno agli istoni per questo parliamo di cromatina, il DNA compie due giri attorno ad otto istoni formando il rocchetto istonico, questa struttura prende il nome anche di nucleosoma.

REPLICAZIONE DEL DNA

La replicazione del DNA avviene secondo il modello semiconservativo secondo il quale ciascun filamento originario funge da stampo per un nuovo filamento. Prima di questo modello erano stati prodotti altri due modelli:

• Modello conservativo: la doppia elica madre viene convertita in un'altra identica.
• Modello dispersivo: la doppia elica che si forma dopo la replicazione è un misto tra vecchi e nuovi frammenti.

Per la replicazione sono necessari: nucleotidi trifosfato, DNA polimerasi e Primer di RNA. Per dare inizio alla replicazione la molecola di DNA deve essere denaturata tramite un'enzima detto elicasi, quindi i due filamenti si separano e i legami idrogeno tra basi si rompono.

Iniziano a comparire forcelle di duplicazione, in questi punti avviene la duplicazione, i nucleotidi si

legano al nuovo filamento in crescita attraverso la complementarietà delle basi, intanto la DNA polimerasi aiuta i nucleotidi a legarsi al filamento in crescita solo all'estremità 3' dove c'è il gruppo ossidrile attraverso un legame fosfodiestere. La replicazione è guidata dall'enzima DNA polimerasi che catalizza la formazione di legami tramite l'energia dall'idrolisi di un nucleotide trifosfato. Si possono individuare due filamenti: filamento veloce e filamento lento. La sintesi dei filamenti avviene con velocità diverse tra i filamenti, il primo filamento sarà orientato in direzione 5'->3' mentre il secondo sarà formato dai frammenti di Okazaki (frammenti di neosintesi) e sarà orientato in direzione opposta cioè 3'->5'. Alla fine i due filamenti si fonderanno tramite l'enzima DNA ligasi. La DNA polimerasi possiede due caratteristiche importanti: è capace di allungare il filamento.

legando covalentemente un nucleotide per volta su un filamento preesistente; tuttavia però non riesce ad iniziare questo processo dal nulla perciò ha bisogno di un Primer, in questo caso un breve filamento singolo di RNA. Questo filamento è sintetizzato da un enzima detto primasi e al termine della duplicazione il Primer viene eliminato e sostituito dalla DNA polimerasi. La Dna polimerasi lavora solo in unica direzione cioè 3 primo, perciò l'allungamento procede in modo diverso sui due filamenti antiparalleli. Se durante la duplicazione è avvenuto un errore si parla di mutazione; i tre meccanismi principali di riparazione sono: la correzione di bozze che corregge gli errori a mano a mano che la DNA polimerasi li compie. La riparazione di anomalie di appaiamento che esamina il DNA dopo la duplicazione e corregge gli errori di appaiamento. La riparazione per escissione rimuove le basi anomale dovute ad un agente chimico. Nei procarioti troviamo un DNA

circolare mentre negli eucarioti è lineare per questo motivo agli estremi del DNA eucariotico è presente una sequenza di telomeri, ovvero delle sequenze di DNA ripetuto. Ad ogni duplicazione il DNA dei telomeri si accorcia e quindi alla fine la cellula andrà incontro alla morte; tuttavia alcune cellule sono definite immortali come ad esempio quelle staminali, infatti esse sono in grado di ripristinare la lunghezza del telomero tramite enzimi; questo processo prende il nome di telomerasi.

DOGMA CENTRALE

DNA → RNA → PROTEINE

L'RNA è un acido ribonucleico, è costituito da nucleotidi ed è formato da un unico filamento.

L'RNA è costituito da:

• zucchero pentoso: ribosio
• base azotata eterociclica (la differenza nell'RNA è che la base azotata della timina è sostituita dalla base uracile).
• il gruppo fosfato

Esistono tre tipi di RNA con funzioni e strutture diverse:

• l'mRNA o RNA messaggero: veicola

L'informazione genica dal nucleo al citoplasma:

• tRNA o RNA transfer: consente la traduzione legando da un lato una porzione di mRNA e dall'altro uno specifico amminoacido.
• RNA o RNA ribosomiale: permette la realizzazione della sintesi proteica.

TRASCRIZIONE

Nel processo di trascrizione viene trascritto solo uno dei due filamenti, avviene a livello del nucleo ed è caratterizzato da tre fasi: iniziazione, allungamento e terminazione.

Iniziazione: in questa prima fase l'enzima RNA polimerasi si lega il filamento stampo di DNA in un punto chiamato promotore, in questo modo può iniziare l'attività di sintesi. Per ogni gene esiste almeno un promotore.

Allungamento: l'RNA polimerasi catalizza l'aggiunta di Ribonucleotidi, l'allungamento avviene in direzione 5' -> 3'. Il filamento di RNA è antiparallelo a quello di DNA.

Terminazione: l'RNA polimerasi legge sul filamento stampo una nuova sequenza detta segnale di

terminazione l'RNA polimerasi si distacca dalla molecola di DNA e la molecola di RNA viene liberata.

Differenze di promotori:

Eucariotico: l'RNA polimerasi si lega al DNA solo dopo che sul cromosoma sono associate proteine dette fattori di trascrizione.

Procariotico: il promotore possiede 2 sequenze: la sequenza di riconoscimento e il Tata box (ricco di basi adenina e timina).

CODICE GENETICO

Il codice genetico è l'informazione presente sull'mRNA che permette la corrispondenza fra nucleotidi e amminoacidi. Un codice è una corrispondenza tra due linguaggi: linguaggio degli acidi nucleici e linguaggio delle proteine, questo codice genetico permette di trovare la corrispondenza tra 64 triplette e i 20 amminoacidi. La singola tripletta è detta codone alcuni codificano altri invece sono definiti codoni di stop indicano quindi la fine della traduzione.

CODONI DI STOP: UAA, UAG, UGA

CODONI DI INIZIO: AUG.

Il codice genetico è detto ridondante o degenerato:

quando un amminoacido è codificato da più di un codone, questo può prevenire l'effetto di alcune mutazioni. Il codice è però anche non ambiguo perché un codone può specificare un singolo amminoacido. TRADUZIONE Avviene nel ribosoma, per questo processo sono essenziali tutti e tre i tipi di RNA. Il tRNA funge da adattatore molecolare con una struttura a trifoglio a causa di legami idrogeno, nella struttura troviamo un'estremità 3' che funge da accettore per l'amminoacido e due bracci orizzontali che riconoscono il ribosoma e un braccio verticale sede dell'anticodone. L'amminoacido viene caricato sul DNA tramite enzimi detti amminoacidi il tRNA sintetasi. I ribosomi sono formati da proteine e rRNA e distinguia