Biologia e genetica, duplicazione del DNA - Appunti completi e schematici

INTRODUZIONE alla DUPLICAZIONE del DNA Origini di replicazione La duplicazione inizia da sequenze specifiche conservate del DNA che vengono chiamate origini di replicazione: queste sequenze devono aprirsi per esporre le basi azotate. Procarioti: vengono chiamate sequenze OriC Sono formate da sequenze: x3 ripetizioni 13 nucleotidi + x5 ripetizioni 9 nucleotidi. Eucarioti Le prime sono state osservate nei lieviti e sono le ARS (autonomous replicating sequence). Mentre l’origine di replicazione del cromosoma batterico è una sola, le ARS sono multiple (30.000 nel genoma umano): su un cromosoma di lievito ci sono diversi punti in cui inizia la replicazione. Le ARS non iniziano a replicare tutte nello stesso momento: alcune sono chiamate precoci, altre tardive, a seconda di quando parte la copiatura. Anche le ARS sono riconosciute da un complesso multiproteico chiamato ORC (origin replication complex) che si associa alle ARS, le destruttura e consente la formazione della bolla. Proteine iniziatrici Sono proteine che riconoscono l’origine di replicazione, vi si legano e denaturano il DNA in regioni ricche in AT, poiché tale legame è stabilizzato solo da due legami idrogeno, quindi più semplice da rompere. La doppia elica di DNA viene denaturata in 2 filamenti singoli che insieme formano una bolla di replicazione. Negli eucarioti costituiscono il complesso ORC. Una serie di proteine iniziatrici si associano in prossimità del punto di congiunzione tra DNA a doppia elica e DNA a singola elica: ogni bolla di replicazione presenta due estremità a livello delle quali si associano le proteine che si occupano della replicazione. Chiamiamo forcella di replicazione il punto in cui si separano i 2 filamenti di DNA e dunque il punto in cui si forma la bolla. Replicone Il tratto di DNA duplicato da un’origine di replicazione prende il nome di replicone. Può essere lungo tra le 50-300 kb (kilobase = un tratto di DNA lungo mille paia di basi). Negli eucarioti, il replicone è quindi un tratto del cromosoma la cui replicazione dipende da un’unica ARS (esempio: su un cromosoma ci sono cinque ARS, quindi ci saranno cinque repliconi). Monomeri La sintesi del DNA, in quanto reazione di polimerizzazione presenta dei monomeri. I monomeri entrano nelle reazioni di polimerizzazione sempre associati a dei carrier. Nel caso degli acidi nucleici il carrier è proprio il pirofosfato: i nucleotidi non entrano come nucleotidi monofosfato, ma come nucleotidi “attivati” dalla presenza del pirofosfato, perché è la rottura di questo legame esterico a fornire l’energia perché la reazione avvenga. Infatti, quando un nucleotide trifosfato viene aggiunto alla catena vengono scissi 2 gruppi fosfato: la loro scissione rilascia l’energia necessaria alla formazione del legame fosfodiesterico con il primo gruppo fosfato e il desossiribosio del nucleotide adiacente. Polimerizzazione Nella reazione catalizzata dalla DNA polimerasi, i momenti (nucleotidi attivati) son