Biologia

ESTENSIONI DELLA GENETICA MENDELIANA

La PLEIOTROPIA è la capacità di un gene di avere effetti su diversi caratteri. La maggior parte dei casi di pleiotropia è riconducibile a difetti degli enzimi. Alternativamente, alleli di diversi loci possono intervenire per determinare l'espressione fenotipica di un unico carattere.

DOMINANZA INCOMPLETA si verifica quando l'eterozigote mostra un fenotipo intermedio, oppure COODOMINANZA quando l'eterozigote esprime contemporaneamente i fenotipi degli omozigoti.

ALLELI MULTIPLI possono occupare lo stesso locus. Un individuo diploide presenta due di questi alleli, mentre un individuo aploide o un singolo gamete ne hanno solo uno.

EPISTASI si verifica quando un allele di un locus può mascherare l'espressione di alleli di un locus diverso.

EREDITARIETÀ POLIGENICA si riferisce al fatto che coppie multiple di geni indipendenti possono esercitare effetti simili e additivi sul fenotipo.

NORMA DI REAZIONE mostra la varietà di fenotipi che possono essere prodotti da un singolo genotipo in risposta a diverse condizioni ambientali.

Possono svilupparsi da un unicogenotipo in diverse condizioni ambientali. (esempio la colorazione di un coniglio che può essere differente a diverse altitudini).

IL DNAI ricercatori britannici Watson e Crick, diedero un contributo notevole per la conoscenza della struttura del DNA ma essi non sperimentarono nuove teorie, misero insieme nel modello le scoperte fatte fino a quel momento.

1950 ERWIN CHARGAFF riporta le relazioni dal punto di vista tridimensionale della molecola tra le basi.

1953 WATSON e CRICK propongono il modello di struttura del DNA.

Il DNA è costituito da uno zucchero pentoso (desossiribosio), una base azotata e un fosfato.

Gli atomi di carbonio in una base sono indicati dai numeri, mentre quelli nello zucchero vengono indicati 2'.

La base azotata è unita al carbonio 1'dello zucchero e il fosfato è unito al carbonio in posizione 5'. I nucleotidi sono poi legati tra loro mediante legami covalenti per formare uno scheletro zucchero-fosfato.

Il carbonio 3' di uno zucchero è legato al gruppo fosfato in posizione 5' dello zucchero adiacente costituendo un legame 3' - 5' fosfodiesterico.

La regola di Chargaff stabilì che la presenza di basi azotate era da definirsi con una probabilità paria 1, ossia tutte in egual numero.

Gli esperimenti di Rosalind Franklin e il loro proseguimento da parte di Watson e Crick portarono a sviluppare una teoria sulla conformazione a doppia elica del DNA.

L'appaiamento del DNA funziona quindi seguendo due filamenti con direzioni inverse. Da una parte corre in direzione 5' - 3' e nell'altro 3' - 5' svolgendo intanto l'accoppiamento delle basi azotate complementari. ADENINA + TIMINA CITOSINA + GUANINA

La REPLICAZIONE DEL DNA avviene per metodo SEMICONSERVATIVO.

La duplicazione del DNA avviene a prescindere da una successiva mitosi poiché precede la fase M.

La replicazione semiconservativa spiega la

dopo l'innesto del primer che verrà infine degradato e sostituito con DNA dalla DNA LIGASI che legherà i frammenti.

1. Gli enzimi DNA PRIMASI iniziano la replicazione del DNA formando dei primer di RNA su entrambi i filamenti della forca replicativa. Entrambi i filamenti richiedono la presenza dei primer di RNA per l'inizio della sintesi poiché il DNA può essere esteso soltanto mediante l'aggiunta di nucleotidi all'estremità 3' di un filamento preesistente.
2. La DNA POLIMERASI estende le copie del filamento ritardato (quello che si allunga in direzione opposta alla forca di replicazione) e del filamento guida partendo dai primer in direzione 5' 3'.
3. Il filamento ritardato è sintetizzato come frammenti di OKAZAKI e inizia con la sintesi di un primer a RNA; il filamento viene poi incorporato nel filamento ritardato.
4. Dopo che ciascun frammento di OKAZAKI è stato esteso a opera della DNA POLIMERASI,

Il primer di RNA viene degradato e i vuoti vengono riempiti con una nuova DNA polimerasi.

I frammenti di OKAZAKI vengono uniti ad opera di una DNA ligasi che crea un filamento unico.

I frammenti intervengono nel processo poiché il filamento dovrebbe scorrere nel verso opposto e questo è l'unico modo per crearlo.

La replicazione del DNA è bidirezionale negli eucarioti e procarioti.

Le forche di replicazione in un complesso bidirezionale si andranno poi ad unire.

La parte finale dei cromosomi, i TELOMERI, sul filamento ritardato non possono duplicarsi completamente; per questo motivo quando non ci sarà più posto per la primasi, queste sezioni verranno tagliate.

Questo metodo consente il controllo della durata cellulare poiché i telomeri sono un numero finito e sono l'unica sezione che è possibile tagliare; finiti questi la cellula non potrà più duplicarsi e muore. Le cellule cancerogene aggiungono ogni giorno nuove

• Correzione delle bozze = la stessa DNA polimerasi controlla che nel complesso di replicazione i nucleotidi inseriti nel filamento neo sintetizzato si colleghino alla base giusta per l'appaiamento corretto.
• Riparazione dei disappaiamenti = dopo la replicazione un gruppo di proteine controlla la doppia elica. L'errore viene riconosciuto perché il numero di ponti idrogeno non corrisponde a quello della base oppure perché la distanza tra le due eliche è alterata per l'appaiamento di due basi dello stesso gruppo.
• Riparazione per escissione = in caso di danni da agenti chimici, esistono proteine che esaminano il DNA continuamente e sostituiscono un frammento di DNA intorno alla mutazione.

Vicino vi siano delle sequenze conosciute da usare come stampo. Nel caso vi sia una mutazione viene amplificata consentendone lo studio. Nei tamponi vengono inseriti segmenti in una soluzione contente un PRIMER in modo che con la moltiplicazione si possa vedere la carica virale.

DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA = principio della biologia molecolare formulato negli anni '50 del XX secolo secondo cui il flusso dell'informazione derivante dall'espressione dei geni è UNIDIREZIONALE; parte quindi dagli acidi nucleici per arrivare alle proteine e non si svolge al contrario. Eccezioni al dogma sono virus per cui il materiale genetico non è il DNA e sempre virus che sintetizzano DNA da RNA.

Il processo mediante il quale avviene il trasferimento dell'informazione da DNA a RNA prende il nome di TRASCRIZIONE. Viene sintetizzata una molecola di RNA complementare al filamento di DNA che funge da stampo grazie all'azione dell'RNA POLIMERASI.

Le enzimi coinvolte nella trascrizione sono molto simili alle DNA polimerasi. Entrambi gli enzimi effettuano la sintesi in direzione 5' - 3'. Entrambi i filamenti sono ANTIPARALLELI, quindi in seguito alla sintesi dell'RNA, il filamento di DNA stampo viene letto in direzione 3' - 5' e quello di RNA sintetizzato in direzione 5' - 3'. Vengono impiegati sempre dei PROMOTORI poiché l'RNA polimerasi ha affinità soltanto con alcune sequenze.

La trascrizione si compone di 3 fasi che sono l'ALLUNGAMENTO, l'INIZIO e la TERMINAZIONE. Avvengono con meccanismi diversi per procarioti ed eucarioti.

PROCARIOTI: il promotore presenta due parti, una riconosciuta dall'RNA polimerasi e una ricca di Adenina e Timina vicino al sito di inizio traduzione dove si attacca appunto la RNA polimerasi e inizia a svolgere il segmento di DNA. Dopodiché si passa al gene da trascrivere che si trova collocato dopo un promotore e queste

relazione i geni (DNA) con gli mRNA e questi ultimi con gli amminoacididelle proteine. Nell' mRNA le tre lettere sono definite CODONE e specificano per un determinatoamminoacido.

Prima della traduzione il pre-mRNA richiede un processamento (maturazione).

1. Viene aggiunto un cappuccio all'estremità 5' dell'mRNA che facilita la connessione con il ribosoma.
2. Una coda di POLI-A viene aggiunta all'estremità 3' del pre-mRNA importante per la sua stabilità e consente l'uscita dal nucleo.
3. Dopodiché avviene lo splicing per la rimozione degli introni e l'unione degli esoni. Piccole ribonucleoproteine nucleari si legano a sequenze consenso che delimitano gli introni. Successivamente si legano altre proteine che danno origine a un complesso noto come SPLICEOSOMA che determina con precisione la porzione da tagliare nel pre-mRNA.

È necessario poi un traduttore per convertire l'informazione contenuta nell' mRNA in una sequenza di amminoacidi che formeranno la proteina.

mRNA nella linguadell