Scarica Duplicazione DNA e sintesi proteica: processi fondamentali nella riproduzione cellulare e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! L’insieme delle informazioni genetiche e il materiale ereditario contenuti nel DNA di un intero organismo è chiamato genoma. Il DNA ha due funzioni principali: 1. patrimonio genetico che viene trasmesso di generazione in generazione 2. prese idee al metabolismo, contiene tutte le informazioni per far avvenire i processi metabolici DNA: doppio filamento, nucleotidi, basi azotate (AT - CG) con distanza fissa di 0,34nm. Il ciclo cellulare Riproduzione: - mitosi → produce due cellule uguali - meiosi → produce le cellule sessuali Prima deve avvenire la duplicazione del DNA, perché il materiale genetico deve essere integro in ogni cellula. Il DNA si deve srotolare e aprire, perciò i legami a idrogeno si rompono e le due catene si allontanano. Ad ogni filamento verrà costruito un filamento complementare. Entrambi i filamenti serviranno da stampo per costruire il filamento nuovo. La duplicazione del DNA è detta semiconservativa perché il nuovo DNA è costituito per metà da un filamento vecchio. Il processo non inizia in cima alla molecola, ma avviene in più punti del DNA contemporaneamente, punti chiamati origine di replicazione , in questo modo il processo è più veloce. I punti dove inizia la replicazione si chiamano forcelle di replicazione e i punti in cui avviene la replicazione si chiamano bolle di replicazione . Nella duplicazione intervengono diversi enzimi: 1. elicasi, che permette di rompere i legami a idrogeno e quindi far separare le due catene 2. primasi, che sintetizza un piccolo frammento di RNA chiamato primer , che si lega all’inizio della forcella e si lega con un altro enzima chiamato: 3. DNA polimerasi, che appaia le basi complementari al DNA stampo e ha la funzione di promuovere la sintesi del DNA complementare 4. DNA ligasi, l’ultimo enzima che interviene, mette insieme i vari frammenti I dNTP sono i nucleotidi che dovranno essere abbinati. Si trovano sparsi nel nucleo e rispetto agli altri nucleotidi contengono due fosfati in più, perché quando avviene il legame ha bisogno di liberare energia. (base azotata, desossiribosio, tre fosfati) Sintesi proteica Processo di due fasi per formare le proteine. Partendo da un gene del DNA si ottiene la molecola mRNA in grado di portare quelle informazioni nei ribosomi (che si trovano sul reticolo endoplasmatico ruvido). Per costruire mRNA serve un enzima chiamato RNA polimerasi. L’mRNA poi si dirige ai ribosomi dove avviene la traduzione delle informazioni che porterà alla formazione della proteina. Tradurre significa trovare quali amminoacidi i ribosomi devono collegare per formare quella determinata proteina. Il tRNA è una piccola molecola che alle due estremità ha un sito con cui si lega all’ amminoacido e una sequenza di basi che permette di legarsi a mRNA. Le informazioni vengono trasmesse attraverso un codice genetico , che funziona grazie a un sistema simile all’alfabeto. Ogni tre basi azotate abbiamo una tripletta chiamata codone e ad ogni codone corrisponde un amminoacido. Sulla base di queste informazioni il 1 ribosoma andrà a costruire la proteina, grazie anche all’azione del tRNA che porta gli amminoacidi, infatti ciascun tRNA ha un anticodone che è una tripletta di basi complementare a quelle del cordone. Il codice è ridondante (perché più codoni codificano lo stesso amminoacido) e universale (identico nella maggior parte degli organismi). Ad ogni codone corrisponde un solo amminoacido, ma ci possono essere più codoni che corrispondono allo stesso amminoacido (come i sinonimi). Ci sono un codone d’inizio AUG e più codoni di stop che segnano il completamento della proteina UAA/UAG/UGA. Dogma centrale della biologia: le informazioni genetiche vengono sempre trasferite dal DNA all’RNA e di qui ai ribosomi per la produzione delle proteine e mai al contrario. È unidirezionale, quindi le informazioni nell’RNA non possono andare nel DNA. I virus I virus sono parassiti intracellulari costituiti da DNA o RNA e proteine. Si possono riprodurre solo all’interno di una cellula ospite. Alla fine del suo ciclo di infezione esce dalla cellula ospite ed è costituito dall’acido nucleico rivestito da un involucro di proteine detto capside. Vi sono tre tipologie di virus: 1. virus a DNA (herpes), il DNA virale entra nel nucleo integrandosi con il genoma cellulare e si serve degli enzimi per replicarsi 2. virus a RNA (SARS-CoV-2), l’RNA si replica nel citoplasma della cellula ospite 3. retrovirus (HIV), è presente un enzima che fa diventare l’RNA uno stampo per la sintesi di una molecola di DNA I test molecolari rilevano la presenza dell’RNA virale nei fluidi del paziente, prelevati tramite tamponi nasali e faringei. I test antigenici sono più rapidi del molecolare e ricercano antigeni virali. Sono meno sensibili e mostrano un maggior numero di falsi negativi, ma hanno il vantaggio di fornire il risultato nel giro di pochi minuti. I test sierologici sono utilizzati per rilevare la presenza nel sangue di anticorpi specifici. Viene di norma eseguito con un prelievo di sangue. Le biotecnologie Per biotecnologie noi intendiamo quelle tecnologie in grado di utilizzare organismi viventi o i loro prodotti per ottenere prodotti o servizi utili. La tecnologia del DNA ricombinante consiste nel prelevare alcuni segmenti di DNA da un organismo e inserirli in un altro. Per ottenere questo risultato sono necessari: una serie di enzimi di restrizione che tagliano la specifica sequenza di DNA, un gene esogeno estratto da un organismo diverso da quello che si va a modificare, l’è zona DNA ligasi che catalizza la formazione del legame tra due nucleotidi, e un vettore di clonazione che incorpora il gene esogeno. In natura i batteri producono enzimi di restrizione , come meccanismo difensivo nei confronti dei batteriofagi, in grado di tagliare il DNA virale a livello di particolari siti di riconoscimento in modo da neutralizzare la capacità infettiva. I biotecnologi hanno iniziato a sfruttare questa scoperta per isolare tratti scelti di DNA. 2
