Fondamenti di biologia

Meiosi II

Stadio simile all'interfase chiamato intercinesi, fase molto breve e in alcuni organismi assente

Profase II:

• I cromosomi si condensano
• Non avviene la replicazione del DNA
• Non avviene il crossing-over

Metafase II: i cromosomi si allineano sul piano equatoriale di ogni cellula

Anafase II: i cromatidi si separano e migrano verso i poli opposti. Come nella mitosi, ogni cromatidio da questo momento viene chiamato cromosoma

Telofase II:

• C'è il componente di ciascuna coppia di omologhi ad ogni polo
• L'involucro si riorganizza e avviene la citocinesi

Il nucleo contiene il numero aploide di cromosomi (cromosoma monocromatidico). Ogni cellula aploide possiede una diversa combinazione genetica determinata dal crossing-over (tra omologhi materni e paterni) e la separazione casuale dei cromosomi paterni e materni nell'anafase I.

Variabilità genetica: assortimento indipendente dei cromosomi

Confronto mitosi - meiosi:

• Mitosi: si

verifica 1 sola divisione cellulare- Si formano 2 cellule identiche- Non si formano i chiasmi, non avviene il crossing over- Il numero dei cromosomi è costante uguale a quello della cellula di partenza 56

Meiosi:- si verificano 2 divisioni cellulari- si formano 4 cellule- alla profase i si formano i chiasmi ed avviene la ricombinazione degli omologhi (crossing over)-il numero dei cromosomi si dimezza- produce gameti

Lezione 5replicazione del DnaDna- Un filamento di dna consiste in uno catena di nucleotidilegati tra loro mediante legame fosfodiesterico- Nucleotide: deossiribosio, gruppo fosfato e base azotata- Le basi azotate purine (adenina e guanina) e pirimidine(citosina e timina) 57- La catena singola di dna ha una precisa direzione 5’-3’ (estremità 5’ ha il c5 legato ad un gruppo fosfato e l’estremità 3’ ha il c3 legato ad un gruppo oh)

Dna: struttura a doppia elica- Una molecola di dna costituita da due catena polinucleotidiche

Avvolte a doppia elica- Lo scheletro zucchero-fosfato forma l'impalcatura esterna invece le basi azotate formano l'asse centrale interna- Le due catene hanno direzione opposta e antiparallele, ciascuna estremità della doppia elica presenta un gruppo fosfato libero in posizione 5' e un gruppo oh libero in posizione 3'- La doppia elica del dna ha una larghezza precisa e costante 2nm- accoppiamento di una purina (due anelli) con una pirimidina (unico anello) determina un diametro dell'elica costante- A e t si appaiano con 2 legami h- C e g si appaiano con 3 legami h- La sequenza delle basi nelle due catene mostra un appaiamento complementare: 3'-agctac-5' 5'-tcgatg-3'- Il dna codifica le informazioni genetiche attraverso la sequenza di basi 5- Le informazioni del dna possono essere fedelmente copiate mediante la replicazione del dna- Dato che le coppie di nucleotidi si appaiano in modo complementare, ciascun filamento di dna

Delle molecole di DNA osservate in ciascuna generazione, Meselson e Stahl conclusero che il modello di replicazione semiconservativa rispecchiava accuratamente il meccanismo di replicazione del DNA.

La posizione delle molecole di DNA all'interno della provetta da centrifuga può essere determinata mediante un sistema ottico a raggi UV. Infatti, le soluzioni di DNA assorbono fortemente la lunghezza d'onda di 260 nm.

Replicazione semiconservativa del DNA: ciascuna delle molecole neoformate contiene:

• Un filamento vecchio che ha costituito lo stampo
• Un filamento nuovo, neosintetizzato, in maniera complementare allo stampo

La sintesi del nuovo filamento avviene per:

• Inserimento, polimerizzazione, di un nucleotide alla volta, in direzione 5'-3', sullo stampo fornito dal filamento "vecchio"
• Enzima chiave di questo processo è la DNA polimerasi (3 nei procarioti, 5 negli eucarioti)

Replicazione del DNA: separazione dei filamenti

La replicazione inizia...

In un sito specifico origine di replicazione, l'elicasi del DNA si lega in corrispondenza dell'origine di replicazione e rompe i legami H. I due filamenti di DNA si replicano contemporaneamente a livello dei filamenti separati. Proteine che si legano al singolo filamento stabilizzano il filamento di DNA. La topoisomerasi elimina superavvolgimenti che potrebbero impedire la replicazione del DNA (mediante tagli e saldature).

La polimerizzazione avviene in direzione 5' - 3'. La DNA polimerasi catalizza il legame tra i vari nucleotidi e aggiunge nucleotidi al 3' di una catena polinucleotidica. Il filamento di DNA cresce sempre in direzione 5' - 3'. I nucleotidi che vengono aggiunti hanno 3 gruppi fosfati, 2 dei quali vengono eliminati mediante il legame.

Sintesi di DNA:

1. La primasi del DNA sintetizza un RNA primer con pochi nucleotidi sul filamento di DNA, che funziona come innesco.
2. La DNA polimerasi spiazza la primasi del DNA e inizia ad aggiungere nucleotidi al 3' del primer RNA.

(poi ilprimer verrà degradato)

3. La replicazione avviene contemporaneamente alla forca di replicazione

La posizione della forca cambia al procedere della replicazione

4. Un filamento si allunga verso la forca di replicazione in maniera continua filamento guida

5. L'altro filamento si allunga in direzione opposta alla forca di replicazione, filamento ritardato, quindi sono sintetizzati solo frammenti di okasaki (100-2000 nts); la dna prima sintetizza periodicamente un rna primer sul filamento ritardato

6. Rna viene degradato e rimpiazzato con dna

7. Dna ligasi unisci i diversi frammenti con legame fosfodiesterico formando un filamento continuo

Cromosomi - molecola di dna molto lunga: più origini di replicazione (20.000 a 50.000 durante il ciclo cellulare)

61*Riparazione degli errori del dna

62Xeroderma pigmentoso- Hanno un difetto nell'enzima del sistema di riparazione del dna- Tumori della pelle per lesioni al dna causate da radiazioni ultraviolette non riparate

telomeri- I cromosomi eucariotici hanno estremità libere dato dal modo discontinuo in cui la dna polimerasilavora sul filamento ritardato; dna polimerasi sono incapaci di completare la replicazione del dnaquando raggiungono l'estremità- Le informazioni genetiche importanti vengono mantenute perché i cromosomi hanno cappucci- Terminali, telomeri- I telomeri o cappucci terminali sono brevi sequenze di dna (ricche di g) non codificanti con funzioneimportante di incappucciare le estremità dei cromosomi per non far perdere regioni del dnacodificante ad ogni ciclo cellulare- Il dna telomerico può essere allungato dalla telomerasi che aggiunge sequenze nucleotidiche ripetuteall'estremità dei cromosomi 63*Lezione 6Rna sintesi proteica1. dna rna= trascrizione2. rna proteine= traduzioneFlusso dell'informazione genetica monodirezionale 641. Trascrizione- Trasferimento dell'informazione genetica contenuta nel dna

All’rna.- Sintesi di rna avviene a partire da uno “stampo” di dna: il gene- Il genoma contienecirca 20.000 geni- -In media ognicromosomaconterrebbe circa1000 geni, ma ladensità genica è moltovariabile. 65Dal processo di trascrizione derivano:- Rna messaggeri (mrna) singolo filamento che porta l’informazione per la sintesi proteica (rnapolii);- Rna transfer (trna) singolo filamento (struttura ripiegata) che lega specifico aa e lo trasporta alribosoma (rnapoliii);- Rna ribosomali (rrna) struttura importante del ribosoma con funzioni per la sintesi proteica(rnapoli);- Piccoli rna non codificanti (snrna, mirna.. ).

Struttura dell’rna- Rna è un polimero di nucleotidi a singolo filamento- Lo zucchero è un ribosio (con gruppo oh in posizione c2)- Le basi azotate uracile (come la timina) è una pirimidina e forma 2 legami h conl’ adenina = coppia di basi complementari.La trascrizione è operata da specifici enzimi, rna polimerasi,

che:

• Riconoscono specifici siti (sequenze di basi) sul DNA (promotori)
• Operano in direzione 5' → 3', sulla molecola di DNA stampo letta in 3' → 5'
• Aggiungono un nucleotide alla volta seguendo il principio di complementarietà delle basi dettato dal DNA stampo.

Trascrizione consiste in tre step:

1. Inizio: attacco della RNA polimerasi a specifiche regioni del DNA: promotori (sequenze riconosciute da fattori di trascrizione)
2. Allungamento: sintesi di una catena di RNA su un filamento stampo di DNA, mediante aggiunta di un nucleotide alla volta
3. Termine: distacco della molecola di RNA neosintetizzata trascritta, quando la RNA polimerasi incontra sul DNA altre sequenze specifiche: terminatori.

Modificazioni post-trascrizionali del mRNA:

• Modificazioni post-trascrizionali pre-mRNA = mRNA maturo (regioni che non codificano per la proteina)
• Modificazioni post-trascrizionali avvengono nel nucleo e sono importanti per il trasporto del mRNA nel citoplasma

1. Cappuccio,
5' cap all'estremità 5'. 7-metilguanosina (nucleotide) è legata al mRNA attraverso i 3 gruppi p. (importante per il riconoscimento del ribosoma) 2. Poliadenilazione al 3': 100-250 adenine al 3' (importante per l'uscita del mRNA dal nucleo, protegge mRNA dalla degradazione) 3. Splicing: rimozione di introni, sequenze non codificanti (complessi ribonucleoproteici rimuovono introni e saldano gli esoni) Il gene eucariotico è discontinuo, formato da esoni ed introni. Gli introni sono sequenze che non vengono tradotte, ma eliminate mediante tagli specifici: "splicing" Come avviene lo splicing? - Snrnp (complessi di ribonucleoproteine nucleari) riconosc