Appunti biologia cellulare - Acidi nucleici

-URACILE (RNA) -GUANINA

-TIMINA (DNA) 1

Il legame N-Glicosilico (tra base e zucchero) si forma in posizione c 5’

Il gruppo fosfato conferisce alle molecole carica negativa ed è in posizione C . Nei

nucleotidi Il gruppo fosfato può essere più di uno .

>Quando Si parla di nucleoside si intende base e zucchero senza il gruppo fosfato .

.FORMAZIONE DEI POLIMERI Il legame tra i 2 nucleotidi successivi ti va a

ASSE 3’ 5’

formare tra il C e il gruppo fosfato in C e si

O chiama 3’-5’ fosfodiesterico (legame covalente).

Questi lunghi polimeri fibrosi hanno un asse

O P O costituito da zuccheri fosfati alternati da cui

sporgono le basi. Questa molecola a una polarità

O morfologica e funzionale, avendo estremità diverse

5’

CH (3’ libera , 5’ legata ad un gruppo fosfato ) Si crea

2

BASE una polarità morfo-funzionale (da intendersi come

O la polarità di una matita ).

.DUPLICAZIONE DEL DNA

-filamento parentale

-neofilamento

O Possibili modelli teorici di replicazione :

- semi conservativa

O P O - conservativa

-dispersiva

O Qual è l’ipotesi giusta?

5’

CH BASE Nel 1958 Mieselson e Stahl Utilizzare uno

2 isotopi Ed un ultracentrifuga , Fecero crescere

dei batteri per molti generazioni in terreno

contenente N Chi è trasferiranno poi i batteri

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in terreno contenente N Per una o 2

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generazioni. Ogni volta il DNA fu estratto dalle

cellule e centrifugato all'equilibrio in cloruro di

cesio. La sospensione in provetta dopo un

certo numero di cicli replicativi mostrava

chiaramente che l’ esatta metà dell’azoto

contenuto nel DNA era N ( Più leggero, sintetizzato ex novo dopo il

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trasferimento nel secondo terreno) e la metà restante era N ( Più pesante,

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quindi più denso, nella provetta centrifugata si localizzava più in basso

dell’ N), il che avvalorava la testi della replicazione semiconservativa.

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Nel 1963 Cairns Osservo il DNA in duplicazione E tramite nucleotidi radioattivi

Potete osservare che la duplicazione del DNA Avviene in maniera bidirezionale in ogni

forcella di duplicazione.

-REPLICONE O UNITA’ DI REPLICAZIONE: è l’unità di DNA in grado di replicarsi ( un

replicone nei procarioti, più repliconi negli eucarioti)

.GLI ENZIMI COINVOLTI NELLA DUPLICAZIONE

L'origine della duplicazione è caratterizzata da sequenze ricche di Adenina e Timina

( solo due legami a idrogeno) .

ENZIMA

SEPARARE Elicasi

 L’ elicasi separa i 2 filamenti di DNA A spese del consumo di ATP.

Per evitare che i 2 filamenti cena separati Sì Riuniscono Intervengono alcune

proteine specifiche (SSBP, single-strand binding proteins) che si legano i

filamenti . ENZIMA

EVITARE LA FORMAZIONE DI SUPERAVVOLGIMENTI Topoisomerasi

 La Topoisomerasi Evita che si creino dei super avvolgimenti a causa dell’ azione

dell’ elicasi .

Per evitare ciò si operano dei tagli momentanei alla doppia elica , su un solo

filamento o entrambi, per permettere al DNA di ruotare e “scaricare” la

tensione ENZIMA

CREARE NUOVI FILAMENTI DNA-polimerasi

 La DNA-polimerasi ha due funzioni:

-Catalizzare la polimerizzazione Del filamento di DNA aggiungendo Nucleotidi al

nuovo filamento di DNA in formazione.

-Funzione Esonucleasica di correzione delle bozze.

La DNA polimerasi utilizza nucleosidi Trifosfato per sintetizzare il nuovo

filamento di DNA .I gruppi fosfato funzionano Dai energia per formare il legame

POH .

Principali limitazioni:

- sintetizza solo in direzione 5’3’

- non è in grado di incominciare ex-novo; può solamente allungare partendo da

un doppio filamento. ENZIMA

UNIRE I FRAMMENTI DI OKAZAKI DNA-ligasi

 La ligasi Si occupa di unire tra loro i frammenti di okazaki E quindi di formare un

filamento continuo. ENZIMA

FORNIRE IL FILAMENTO INIZIALE PER FAR INIZIARE LA POLIMERIZZAZIONE

 DNA-primasi

La DNA primasi è un enzima che si occupa di creare un piccolo tratto di RNA che

ha la funzione di primer. La primasi deve agire sia sul filamento guida che sul

filamento lento.

DNA-primasi = RNA-polimerasi

ENZIMA

DEGRADARE I PRIMER Nucleasi

 ENZIMA

SINTETIZZARE LA PARTE CHE ERA OCCUATA DALLA PRIMASI DNA-

 polimerasi

La correzione delle bozze

L'attività esonucleasica consiste nella correzione delle bozze. La DNA polimerasi

utilizza i nucleosidi trifosfato , in cui il processo di lisi di due gruppi fosfato ha come

funzione quella di fornire energia per la condensazione. Il motivo per cui la DNA

polimerasi procede in direzione 5’3’ è perché in caso di errore , se sinterizzato al

contrario, non potrebbe effettuare la correzione delle bozze .

ELICASI+PRIMASI= PRIMOSOMA

Alcune proteine formano un anello in grado di direzionale la polimerasi. Le proteine

coinvolte nella replicazione del DNA Sono tutte strettamente legate in un grosso

complesso chiamato REPLISOMA.

I TELOMERI

.

Il cromosoma degli eucarioti vi sono delle estremità dette telomeri. I telomeri

sono sequenze (TTGGGG) ripetute centinaia di migliaia di volte. La loro

esistenza è dovuta al fatto che la duplicazione lascia scoperte piccole

sequenze e così, ad ogni ciclo di replicazione, si genererebbero sequenze

sempre più corte.

TELOMERASI: Polimerasi particolare che ha già la sequenza nucleotidica al suo

interno e permette l'allungamento dell'estremità 3’5’.

RNA

L'acido ribonucleico è caratterizzato da un singolo filamento di ribonucleotidi.

Cambiano lo zucchero e una base azotata:

DNA RNA

- DOSSIRIBOSIO RIBOSIO

-TIMINA URACILE

Il rapporto purine:pirimidine≠1 (a differenza del DNA) proprio perché è a singolo

filamento.

L’RNA può Ripiegati in alcuni punti in virtù della complementarietà delle parti e , di

conseguenza, assumere alcune forme:

mRNA codifica per delle proteine



Rrna catalizza la sintesi



S

miRNA l’espressione genica

regola

trna trasporto di amminoacidi



L ’RNA Permette di amplificare l'informazione virgola in quanto si possono produrre più

copie dello stesso genere. trascrizione =sintesi di RNA guidata da DNA

La trascrizione avviene ad opera della RNA polimerasi, questa non deve trascrivere

tutto il filamento, bensì un singolo gene (l'unità di trascrizione). I nucleotidi vengono

contati in positivo dopo il punto di partenza e negativo prima del punto di partenza.

Esistono delle seguente che indicano alla RNA polimera ti dove iniziare (promotore) e

dove terminare (terminatore). Solo uno dei due filamenti viene trascritto.

Nei procarioti

- RNA polimerasi , polimero di 4 subunità , può operare solo se associata ad un fattore

sigma .

-PROMOTORE :È un promotore asimmetrico che si trova prima del punto d'inizio. È il

promotore ad indicare quale dei due filamenti viene trascritto , non è sempre lo stesso

filamento ad essere trascritto.

Dopo una parte iniziale il promotore sigma si stacca.

-TERMINATORE: ha sequenze specifiche ricche di Guanina e Citosina, così che ,

appaiandosi, allontanano il filamento dallo stampo, ed ha un siro terminale ricco di

Adenina, poiché l’Uracile forma legami deboli e facilita il distaccamento del mRNA.

L’ RNA polimerasi manca di una funzione esonucleasica, perché commettere un errore

al livello della trascrizione ha un peso differente dal commetterlo nella replicazione,

poiché dal mRNA si formeranno qualche centinaio di proteine sbagliate che avranno

poca vita, sono relativamente poche.

Negli eucarioti

I promotori negli eucarioti prendono il nome di TATA-BOX. Non vi è il fattore sigma, ma

si aggregano diversi fattori di trascrizione necessari al riconoscimento del TATA-BOX.

L’mRNA degli eucarioti contiene una proteina per filamento, si dice quindi chi è

monocistromico, mentre l’mRNA dei procarioti e policistromico.

.MODIFICAZIONI POST-TRASCRIZIONALI

IL 5’-CAP: Dopo aver sintetizzat i primi trenta nucleotidi si attacca al mRNA la 7-

 metil-guanosina. Ha la funzione di proteggere l’mRNA nell’ambiente

citoplasmatico

CODA POLI-A: È una cura da di adenine che serve a dare instabilità

 citoplasmatica al mRNA ed è un segnale per il ribosoma.

.COME DECIFRARE IL CODICE

Il Codice genetico Si legge in triplette chiamate codoni.

 Ogni codone codifica per un solo aminoacido (codice coerente)

 Un aminoacido può essere decodificato da più codoni (codice degenerato )

 Codoni che codificano per uno stesso aminoacido possono essere simili (codoni

 sinonimi), la variabilità maggiore riguarda la terza base (ipotesi del

vacillamento della terza base)

Gli aminoacidi differiscono per polarità e carica , triplette simili (non codoni

 sinonimi) codificano per aminoacidi con proprietà simili.

AUG- Codifica per la metionina (o F-Metionina) ed è il codone di inizio.

 Ci sono alcuni triplette definite non senso (codoni di stop).



.IL tRNA TRANSFER

Esistono 20 diverse famiglie di tRNA .

Hanno tutti una struttura in comune , e un 10 % di basI variabili .

Il tRNA associato all’amminoacido prende il nome di amminoacil-tRNA. Il Trna è

l'adattatore molecolare che permette di allineare sulla molecola di mRNA gli

aminoacidi nella giusta sequenza. Ha una struttura a trifoglio o Quadrifoglio,

dipende se si considera l'ansa variabile, se la si guarda bidimensionalmente,

tridimensionalmente l’ansa D si ripiega sull’ansa T e assume una forma di L

rovesciata (┌).

Specifici tRNA vengono legati a specifici amminoacidi grazie all’enzima

amminoacil-tRNA sintetasi.

.I RIBOSOMI