Biologia animale

ACIDI NUCLEICI

Macromolecole polimeriche lineari deputate a conservazione e

info biologica

trasmissione negli esseri viventi.

nucleotide,

unità di base = composto da base azotata,

↳

zucchero pentoso e gruppo fosfato.

Esistono due tipi di acidi nucleici:

- DNA due filamenti polinucleotidici a doppia elica

→

- RNA singolo filamento polinucleotidico

→

DNA (Acido desossiribonucleico)



Struttura a due filamenti uniti da interazioni chimiche (= legami H)

tra basi azotate.

RNA



Formato da unico filamento non lineare

differenze tra i due tipi di acido: numero di filamenti e catena



polimerica.

Nucleotidi: strutture costituite da zucchero pentoso (5C), base,

gruppo fosfato. DNA basa struttura su

↳

desossiribosio (manca un ossigeno),

RNA su ribosio.

basi:

5 tipi di adenina, timina, citosina, guanina, uracile

 pirimidiniche: piroico

T, C e U ad anello

↳

puriniche: G e A a doppio anello piroico.

Filamento presenta parte centrale scheletro di zuccheri, all’esterno

il gruppo fosfato e le basi guardano dalla parte opposta del

filamento.

NB: nucleotide ≠ nucleoside unità base + zucchero

→ Regola di

Allineamento nucleotidi lungo il filamento di DNA segue

Chargaff:

1. complementarietà = purina – pirimidina, rapporto biunivoco

stretto A-T e G-C

2. andamento antiparallelo = DNA acido a doppio filamento a

disposizione antiparallela, distanza tra filamenti è costante

per tutta la lunghezza, se ci fosse appaiamento casuale, DNA

non sarebbe regolare e distanza tra i due filamenti non

sarebbe costante.

Watson, Crick e Wilkins: scoprono struttura DNA e nel 1962

 vincono Nobel medicina. In realtà anche Rosalind Franklin

aveva partecipato a questa ricerca ma non le fu riconosciuto

alcun merito. Uno studente della Franklin portò a Wilkins

fotografia 51 della struttura del DNA, questo la mostrò a

Watson e Crick che capirono come fosse la struttura del DNA.

DNA è depositario info genetica che si esprime grazie a

sequenzialità dei nucleotidi che si susseguono lungo il filamento. E’

contenuto all’interno del nucleo cellulare perciò il trasferimento

dell’info genetica viene gestito da RNA. mutazioni.

durante la sua duplicazione può subire

↳

Caratteristiche espresse visibilmente dall’info genetica (proteina) =

fenotipo genotipo

Insieme di tutte le informazioni contenute nel DNA =

Duplicazione semi-conservativa,

Avviene in maniera DNA formato da due

filamenti che si aprono e fungono da stampo per guidare

assemblaggio di due filamenti complementari. Si ottengono due

filamenti completi, uguali a quelli di partenza. Nei nuovi filamenti

sono conservati quelli di partenza.

antiparalleli

I due filamenti di DNA sono = all’interno dei filamenti

si riscontra polarità, un filamento è invertito rispetto all’altro.

- A B

→

- B A

→

Marker estremi (A e B) sono rappresentati da gruppi chimici che

definiscono due posizioni: su un filamento troviamo un estremo con

gruppo fosfato in posizione 5 (estremo 5’) e l’altro con gruppo

ossidrile in posizione 3 (estremo 3’).

↳ la molecola di DNA ha filamento 5’-3’ e l’altro 3’-5’

L’accrescimento della molecola può avvenire solo in 3’ direzione

→

5’-3’, quindi nei due filamenti l’accrescimento avviene in direzione

opposta. Il gancio di allungamento è sempre rappresentato dal

gruppo ossidrile (posizione 3’).

Nel nucleo ci sono nucleotidi liberi che vengono presi da enzimi per

essere legati al DNA all’estremità 3’, questi nucleotidi ricchi di

(=desossiribonucleotidi fosfati,

energia catena poli-fosfatica

idrolisi

energetica) subiscono che scindono fosfati terminali e viene

così fornita energia per continuare allungamento.

Nell’uomo = 23 coppie di

cromosomi, 46 cromosomi

Negli eucarioti il DNA si subiscono precisa replicazione

presenta sotto forma di strutture (12 miliardi di basi nel nostro

cromosomi.

bastoncellari, i DNA).

Ogni specie ha un numero ≠ di

cromosomi e ogni cromosoma è

costituito da DNA.

batteri

Nei dotati di cromosoma circolare la duplicazione è guidata

complesso enzimatico, ori

da inizia in un punto preciso detto da cui

partono i complessi di replicazione che lavorano in senso opposto

forcelle di replicazione

creando che si spostano lungo DNA fino ad

incontrarsi due anelli di DNA batterico identici.

→

eucarioti

Per gli esistono più punti di origine, si creano

innumerevoli complessi di replicazione che formano bolle di

replicazione che s’ingrandiscono sempre di più sul DNA fino a

confluire l’una nell’altra e completare la replicazione.

≠ tra i due tipi di replicazione:

- unico punto di origine da cui si allarga una doppia forcella di

replicazione

- tanti punti di origine con forcelle che si muovono in senso

opposto ma che confluiscono nella bolla di replicazione unica

NB: complessi di replicazione sono fissi ed è il filamento che scorre

ed attraversa i complessi per venire duplicato.

Processo di replicazione eucariotica



1. DNA si presenta come doppio filamento, interviene la

topoisomerasi che svolge l’elica per poi far rompere i legami H

DNA elicasi.

alla

2. Intervengono proteine che creano repulsione elettrostatica tra i

filamenti stampo.

due filamenti separati, ora

3. Replicazione vera e propria inizia con intervento enzimatico,

primer

RNA polimerasi, che costruisce complementare

utilizzando nucleotidi di RNA.

DNA polimerasi

4. La entra in gioco aggiungendo nucleotidi di

DNA (complementarietà) e allungando la catena.

5. Lungo il filamento di DNA, essendoci molti punti di replicazione,

la DNA polimerasi incontra un altro primer di RNA, per questo

DNA polimerasi 1

motivo interviene la che elimina nucleotidi

di RNA e li sostituisce con quelli di DNA.

DNA ligasi

6. cuce pezzi rimasti e crea filamento unico,

fondamentale perché ricco di siti che possono leggere DNA.

Direzione di replicazione filamenti è opposta, filamenti sono

leading

antiparalleli replicazione per filamento è veloce -

→ lagging

duplicato in maniera continua -, per il filamento è lenta

frammenti di

(sintesi parziale con frammenti primer di RNA e

Okazaki) - duplicato a pezzi -.

NB: ad ogni replicazione = perdita di parte di DNA (→ senescenza)

telomeri, non-

Le estremità del DNA, dotate di sequenza di basi

sense perciò le perdite di DNA intaccano una sequenza di basi

senza senso e non riguardano perdite di informazione genetica.

Alcune linee cellulari godono di meccanismo di rallentamento

perdite nucleotidi, questo è reso possibile da azione enzima

telomerasi.

aggiuntivo da cui far partire polimerasi 3 per completare

quella parte impari.

La telomerasi nelle cellule somatiche non funziona, solo nei

 linfociti, nelle germinali e nelle totipotenti dove limita i

danni.

telomeri

Nei la telomerasi funge da primer e permette alla DNA

polimerasi di completare il tratto. La struttura della telomerasi è

abbastanza complessa perché contiene dell’RNA la cui sequenza è

non-sense

complementare alla sequenza nucleotidica all’estremità

dei cromosomi.

sequenza non-sense: GGGATT (gruppo che si ripetere

 migliaia di volte alla fine dei cromosomi)

sequenza della telomerasi: CCCUAA



La telomerasi ha al suo interno la sequenza complementare e

riesce a stabilire connessione con parte terminale del filamento

lento che non si è duplicato. L’azione della telomerasi:

sintesi:

1. telomerasi allunga filamento, si ibrida parzialmente

con filamento da completare

traslocazione:

2. si sposta lungo filamento e lo allunga ancora,

ad un certo punto la telomerasi si stacca.

Il filamento si è allungato in direzione 5’-3’ ma quando si crea

abbastanza filamento non duplicato che termina con 3’, la

telomerasi si stacca. Il filamento che finisce con 3’ subisce

ripiegamento che porta il punto 3’ a guardare altro filamento

completato interviene DNA polimerasi che aggiunge altri

→

nucleotidi all’estremità per completare telomero, questo processo

ne garantisce integrità (=elisir di giovinezza).

DNA si trova nel nucleo cellulare e non può abbandonare questo

proteine

ambiente, ma gli organelli che traducono l’info genetica in

ribosoma.

si trovano nel citoplasma DNA è legato a

→

↳ non è un organulo cellulare ma è struttura complessa

costituita da proteine + RNA. Riceve messaggio da

nucleo, lo legge e ne esprime il carattere.

Traduzione proteina,

finale dell’info genetica = ribosoma

costruisce proteine.

Proteine sono una delle classi di macromolecole più importanti per

dogma

la vita, svolgono parecchie funzioni la principale è

→

centrale della biologia = informazione dentro la cellula circola in

senso unidirezionale, dal centro a periferia.

Fonte primaria dell’informazione genetica dentro la cellula

 non è solo il nucleo ma anche altri comparti, strutture diverse

da DNA (determinanti citoplasmatici) non si parla più di

→

dogma centrale traduzione

= prodotto finale di dell’info genetica, rappresentano

caratteri espressi. fenotipo

insieme dei caratteri espressi = ↩

insieme dei caratteri scritti nel DNA =

genotipo

gene,

= tratti di DNA che si susseguono lungo filamento secondo

codice genetico, sequenza nucleotidica del filamento. Il gene è

amminoacido,

formato da triplette di basi a cui corrisponde un

composto organico di base delle proteine.

= filamento di DNA viene trascritto, il messaggio che porta viene

letto a gruppi di tre, ognuna di queste triplette rappresenta un

amminoacido che viene polimerizzato formando proteine.

= codice genetico si basa su permutazione delle basi, 4 = 64

3

amminoacidi diversi. Gli amminoacidi che concorrono a formare le

ridondanza

proteine sono solamente 20, fenomeno della del codice

genetico: una tripletta specifica un solo amminoacido e un

amminoacido può essere specificato da più triplette meccanismo

→

di protezione da errori in fase di sintesi proteica.

amminoacido

= è una molecola anfotera, costituita da gruppo

funzionale acido (= gr. carbossilico) e basico (= gr. amminico).

Questi due gruppi sono legati a C-alfa a cui è attaccato un gruppo R

= parte va