Biologia e genetica - ciclo cellulare

Duplicazione del DNA

Ciclo cellulare

Il DNA viene duplicato in fase S. Tutti gli organismi devono duplicare il loro DNA in modo accurato prima di ogni divisione cellulare.

Duplicazione del DNA: concetti chiave

- Il filamento stampo viene copiato per mezzo di complementarietà delle basi.

- Affinché il riconoscimento avvenga, i due filamenti della doppia elica devono separarsi.

- I nucleotidi appropriati vengono inseriti nella catena nascente dalla DNA polimerasi.

La duplicazione del DNA

La duplicazione del DNA è semiconservativa.

Ruolo della DNA polimerasi

- La DNA polimerasi catalizza l’aggiunta sequenziale di un deossiribonucleotide all’estremità 3’-OH di una catena polinucleotidica accoppiata ad un filamento stampo.

- Molecola di DNA polimerasi di E. Coli.

Duplicazione del DNA negli eucarioti

- Negli eucarioti, gli RNA primer sono sintetizzati ad intervalli di 200 nt sul filamento ritardato.

- Ogni primer è lungo 10 nt.

- Il primer è eliminato da uno speciale enzima di riparazione che riconosce il filamento di RNA in una elica DNA/RNA e lo elimina.

- L’intervallo viene riempito dalla DNA polimerasi e dalla DNA ligasi.

Reazione catalizzata dalla DNA ligasi

La DNA ligasi catalizza la formazione di legami fosfodiesterici tra frammenti di Okazaki.

Funzione della DNA elicasi

- La DNA elicasi si lega al DNA e separa la doppia elica.

- Il movimento dell’elicasi richiede idrolisi di ATP.

Effetto delle proteine leganti il filamento singolo

- Le proteine che legano il filamento singolo influenzano la struttura del DNA.

Movimento della DNA polimerasi

- La DNA polimerasi in movimento è tenuta legata al DNA da una proteina accessoria che funziona da pinza regolabile.

Forcella di replicazione e proteine coinvolte

- Formazione della forcella di replicazione in 3D.

- Le proteine che iniziano la replicazione del DNA in E. Coli.

Problema dell'avvolgimento dell'elica parentale

Una forcella di replicazione batterica si muove a 500 nt al secondo. L’elica parentale davanti alla forcella deve ruotare a 50 giri al secondo.

Reazione di taglio reversibile

- Reazione catalizzata da una DNA topoisomerasi I eucariotica.

- L’enzima forma un legame covalente temporaneo con il DNA in modo da permettere una libera rotazione intorno ai legami covalenti.