Acidi nucleici, dogma centrale della biologia molecolare, proteine

Biochimica – Lezione 3 – 13-05-2016

Gli acidi nucleici

Lo studio della struttura del DNA ha portato Watson e Crick a ricevere il premio Nobel. Essi hanno scoperto che l'acido deossiribonucleico ha una struttura specifica e ordinata. Essa può essere visualizzata come costituita da due filamenti polimerici organizzati nello spazio secondo una geometria di una alfa-elica. I due filamenti si organizzano in modo da formare una sorta di doppia elica grazie a delle interazioni specifiche tra le unità monomeriche dei singoli filamenti.

La doppia elica interagisce poi con tutta una serie di proteine, tra le quali i cosiddetti istoni che conferiscono una maggiore stabilità alla doppia elica. Gli istoni generano delle strutture supramolecolari, ovvero dei complessi costituiti da più macromolecole, i cosiddetti nucleosomi. La funzione del DNA di conservare l'informazione genica utile per la replicazione cellulare induce ad avere una stabilità assoluta poiché una mutazione della sequenza genica può determinare un fenotipo differente. Inoltre il DNA è localizzato nel nucleo, zona della cellula meno esposta a qualsiasi insulto proveniente dall'esterno. Infine il DNA evolve il suo livello strutturale andando a formare i cromosomi, che non sono altro che delle sovrastrutture che assumono una struttura specifica. I cromosomi nelle cellule umane sono tutte duplicati. Questo è un ulteriore tentativo della cellula di proteggere l'alterazione del materiale genetico.

I geni sono una frazione di DNA capace di dare origine ad una specifica proteina. I cromosomi facenti parte di una stessa coppia sono detti omologhi e codificano quindi le stesse proteine. Cromosomi facenti parte di coppie diverse sono detti eterologhi. Le cellule somatiche possono essere chiamate diploidi (2n), contenenti coppie di cromosomi omologhi. Le cellule sessuali ovvero quelle determinate alla riproduzione sono considerate aploidi, ovvero contengono un’unica copia del cromosoma. Questo perché durante la riproduzione sessuale avviene il mescolamento delle cellule sessuali maschili e femminili.

Esistono diverse fasi del ciclo cellulare. Per ciclo cellulare si intende una suddivisione in differenti fasi di quella che è la vita della cellula che ha come fine ultimo la replicazione della cellula stessa. Nel ciclo cellulare possiamo distinguere diverse fasi e possiamo distinguere due tipi di replicazione cellulare: mitosi e meiosi. La mitosi è un processo che porta alla fine, attraverso varie fasi del ciclo, a cellule diploidi, quindi non deputate alla riproduzione e sono uguali ed identiche alla cellula madre. La meiosi con il suo processo permette il ricombinamento preliminare dei cromosomi e la successiva riproduzione di 4 cellule aploidi a partire da una cellula diploide.

Dogma centrale della biologia molecolare

Il dogma centrale della biologia molecolare prevede differenti fasi.

• La prima fase è la replicazione del DNA che avviene durante la riproduzione della cellula. Essa può avvenire secondo due processi: meiosi e mitosi.