Replicazione e trascrizione del DNA, Slide di Chimica organica

Scarica Replicazione e trascrizione del DNA e più Slide in PDF di Chimica organica solo su Docsity! La replicazione e la trascrizione del DNA Le due catene sono complementari e antiparallele Ogni molecola di DNA è formata da due catene antiparallele, cioè sono orientate in direzioni opposte Ogni catena presenta a un’estremità un gruppo 5’ fosfato (-OPO3 -) e all’altra estremità un gruppo 3‘ (-OH) La duplicazione del DNA si svolge in due fasi: 1. separazione dei due filamenti del DNA stampo grazie a specifici enzimi; 2. allungamento di ciascun filamento per aggiunta di nucleotidi all’estremità 3’ grazie alla DNA polimerasi Il complesso di duplicazione La replicazione ha inizio quando il complesso di duplicazione (un complesso proteico) si lega al DNA in corrispondenza di una specifica sequenza di basi (ori o origine di replicazione) Il punto di origine della replicazione è caratterizzato da una sequenza di nucleotidi che contengono molte coppie AT Si forma una bolla di replicazione. Alle due estremità della bolla si forma una struttura a Y detta forcella di replicazione. Nel momento in cui tutte le bolle si fondono tra loro, l’intero cromosoma sarà stato replicato Si uniscono i nuovi nucleotidi mediante legami fosfodiesterici per azione della DNApolimerasi. Questo enzima ha bisogno: 1. Un modello o stampo 2. Un innesco o primer, ovvero un piccolo RNA complementare allo stampo 3. Desossiribonucleotidi trifosfati La DNA polimerasi possiede una forma simile a una mano: il palmo presenta il sito attivo, le sue «dita» sono curvate intorno alla molecola di DNA e sono in grado di riconoscere le diverse forme delle quattro basi azotate Le DNA polimerasi hanno due importanti limitazioni: 1. non sono in grado di iniziare da zero a costruire i nuovi filamenti di DNA, per cui hanno bisogno di un innesco; 2. possono aggiungere nuovi nucleotidi solo all’estremità 3’ di un filamento. La sintesi del filamento che ha l’estremità 3' libera  procede in modo continuo: questo filamento è detto filamento veloce; La sintesi dell’altro filamento, detto filamento lento, procede in modo discontinuo e a ritroso, operando su segmenti isolati e relativamente piccoli 3 5 3 5 3 5 5 3 Filamento sintetizzato senza interruzioni Filamento sintetizzato in segmenti consecutivi DNA originario DNA-ligasi Molecola di DNA-polimerasi Per la sintesi del filamento veloce basta un solo primer, ma per il filamento lento ogni frammento di Okazaki ha bisogno di un proprio primer. La DNA ligasi unisce i frammenti producendo un filamento lento completo. Filamento in accrescimento Filamento stampo Filamento in accrescimento Estremità 5' Estremità 3’ Estremità S' Estremità 3" OH sa a PH Fosfato Zucchero Base azotata L'enzima DNA polimerasi aggiunge un altro desossinucleotide al gruppo = ; -OH in corrispondenza I nucleotidi vengono sa dell’estremità 3' del aggiunti in sà s corrispondenza i x Almeno dell'estremità 3° CH Estremità 3° Estremità 5° | pg OH lone pirofosfato Estremità 3’ | CsiappaiaconG. Ilegami che uniscono Estremità 5° = i gruppi fosfato SRI si rompono, liberando Estremità 5' ® O l'energia necessaria per la reazione. loni fosfato Ogni proteina ha una configurazione stabile che la distingue dalle altre Dalla forma delle proteine dipende la funzione che esse svolgono La specifica attività biologica della proteina è svolta solo quando la struttura assunta è quella definitiva Gli studi sui mutanti della muffa del pane (Neurospora crassa) hanno chiarito la relazione fra geni ed enzimi “Un gene, un enzima” George W. Beadle e Edward L. Tatum nel 1941 hanno chiarito la relazione tra geni ed enzimi: ogni enzima è codificato da un gene distinto Il gene è un tratto di DNA che contiene le informazioni per la produzione di una catena polipeptidica “Un gene, un polipeptide” Tuttavia, alcuni geni codificano per altre molecole non proteiche (es. RNA), altri ancora svolgono una funzione regolatrice Il dogma centrale della biologia L’informazione genetica fluisce dal DNA all’RNA, e infine ai polipeptidi 1. In che modo l’informazione passa dal nucleo al citoplasma? 2. Che relazione esiste tra la sequenza nucleotidica e quella amminoacidica? La numerazione SINO degli atomi di carbonio , del ribosio soa è la base per Desossir Base pirimidinica Base puninica Estremità 5 O l'identificazione OH Lim on delle estremità 5' |A H Estremità 3 Estremità 3 e3' dei filamenti % di DNA e RNA. 9 0 Legame fosfodiestere Estremità 5! Estremità 5' ò CH, OH Lo OH _H o CH3 timina RNA ribosomiale (rRNA) rRNA entra a far parte dei ribosomi e consente la sintesi delle proteine Ha un ruolo STRUTTURALE e FUNZIONALE La trascrizione: dal DNA all’mRNA Fase di inizio: l’RNA polimerasi si lega alla sequenza del DNA chiamata promotore e i filamenti di DNA si separano Fase di allungamento: l’RNA polimerasi si sposta lungo il filamento stampo del DNA (filamento antisenso), sintetizzando il trascritto di mRNA Fase di terminazione: l’RNA polimerasi incontra sequenze chiamate terminatori che bloccano la trascrizione Il primo stadio richiede un promotore, una speciale sequenza di DNA alla quale si lega molto saldamente la RNA polimerasi I promotori sono importanti sequenze di controllo che «dicono» all’RNA polimerasi tre cose: da dove far partire la trascrizione, quale filamento del DNA trascrivere e in quale direzione procedere Per mettere in relazione la sequenza dell’mRNA con gli amminoacidi che compongono le proteine, occorre un codice genetico. Il codice genetico specifica l’amminoacido da utilizzare di volta in volta per costruire una proteina Quante triplette sono possibili con 4 basi azotate a disposizione? 64 (43) ma solo 61 codificano per aminoacidi UAA UAG UGA Tuttavia, hanno funzione di segnale di arresto nell’assemblaggio degli aminoacidi in fase di sintesi proteica CODONI NON-SENSO AUG (codifica per la metionina) è anche il codone di inizio, il segnale che avvia la traduzione Prima lettera LITTA AT ATA TR TRAI) Seconda lettera A UUU | Fenilalanina UCU UAU | Tiroxi UGU | ciotoli 5 UUC e UAC iroxina UCG Cisteina c Serina Codone SUA | Leucina . uma Coconi di stop o ES ana 0500 UGG | Triptofano G CUU CCU CAL | rsticiia CGU È SUE | Leva CCC |. CAC ceo |, c ini Toni mm cua | evcina cca | Prina = cca | Arginina n CUG CCG caG | Glutammina CEE a AUU AAU AGU U ; ACU i AUG | !Soleucina a anc | Asparagina acc | Serna E AUA Treonina o ACA AAA | AGA I A AUG Metionina; — ACG AAG Lisina AGG Arginina & codone di inizio GUU GCU GAU | Acido GGU x GUO vi SEC lion GAC | aspartico GEO | Gi c falina lanina icina ua | °° aca |" all. GGA A GUG GG #00 GGE GAG | glutammico G 29]19 EZIOL