Scoperta del DNA e processi di replicazione, trascrizione e traduzione, Appunti di Biologia Animale

Scarica Scoperta del DNA e processi di replicazione, trascrizione e traduzione e più Appunti in PDF di Biologia Animale solo su Docsity! Tappe principali della scoperta del DNA L'emblema di come procede la scienza: in modo frammentario e non logicamente consequenziale. - 1866 Mendel suggeri che alcune caratteristiche siano passate da generazione a generazione. Non sa che ciò avviene attraverso il DNA - 1869 Miescher scopre una sostanza acida contenuta nel nucleo delle cellule. La chiama acido nucleico. Non sa cosa sia questa molecola e a che serva - 1919 Lavene ipotizza che l'acido nucleico sia fatto di 4 nucleotidi e lo ribattezza DNA. Continua a non sapere a cosa serva - 1928 Griffith scope una sostanza batterica che induce cambiamenti ereditabili. Non sa che si tratta del DNA e la chiama principio trasformante - 1944 Avery & Co. scoprono che il principio trasformante di Griffith è il DNA - 1952-53 Franklin & Co. rivelano la struttura tridimensionale del DNA Tre modelli di replicazione del DNA, 1958 l’esperimento di Meselson e Stahl basato sul dna dei batteri, dimostra quale sia quello corretto - conservativo: una doppia elica dopo la prima replicazione rimane tale mentra l’altra cambia, durante la seconda replicazione si ha una sola doppia elica originale mentre le altre sono tutte differenti - semiconservativo: un solo filamento rimane tale all’originale mentre l’altro è nuovo, dopo la seconda replicazione solo due filamenti di due doppie eliche sono originali gli altri filamenti sono tutti differenti - dispersivo: la doppia elica viene mantenuta per un solo frammento, l’altra doppia elica sarà l’opposto, dopo la seconda replicazione le doppie eliche si frammenteranno ancora di più prima della replicazione del dna aggiungiamo gli isotopi dell’azoto 15 che distinguiamo mediante la tecnica della centrifugazione, si parte da una provetta in cui si crea un gradiente di concentrazione attraverso una centrifugazione di cloruro di cesio, se mettiamo una molecola sulla superficie della centrifuga, quella molecola si posizionerà in base alla sua leggerezza Come sarebbero le bande delle provette nei tre modelli di replicazione ? prima replicazione - nella prima ci sarebbero due bande in quanto le molecole sono due, una costituita da due eliche di azoto 14 (banda superiore in quanto + leggero) e una da due eliche di azoto 15 (banda inferiore in quanto + pesante) - nella seconda ci sarebbe una banda in quanto la molecola è solo una posizionata in una banda media in quanto mista di azoto 14 e 15 - nel terzo ci sarebbe una banda in quanto la molecola a livello di peso è sempre la stessa ed è posizionata in una banda media in quanto mista di azoto 14 e 15 seconda replicazione - nella seconda abbiamo due bande, una media e l’altra pesante - nella terza abbiamo una sola banda media in quanto mista di azoto 14 e 15 Osservazioni dopo la prima replicazione osservano la banda media, ed escludono il modello conservativo in quanto altrimenti avrebbero osservato anche nelle altre due barre dopo la seconda replicazione osservarono ancora la banda media e capirono che il modello giusto è quello semiconservativo in quanto quello dispersivo Direzione della replicazione L'allungamento del nuovo filamento di DNA avviene sempre in direzione 5’ → 3’ Poiché i filamenti di una doppia elica sono complementari ed antiparalleli, il verso dell'allungamento è opposto La replicazione avviene a livello di una struttura che si chiama forcella: regione in cui la doppia elica si “apre” per permettere la replicazione. La forcella si apre in un unico verso Allungamento La doppia elica di DNA si svolge in corrispondenza della RNA polimerasi 1. La RNA polimerasi scorre lungo il filamento stampo (3‟→ 5‟) e sintetizza l’RNA complementare al filamento stampo ed equivalente al filamento codificante 2. Si forma una regione ibrida DNA/RNA neo-sintetizzato (5‟→ 3‟) 3. L’RNA si dissocia, la doppia elica di DNA si riavvolge a monte e si svolge a valle Terminazione Perché la trascrizione finisca serve una sequenza di terminazione. La sequenza di terminazione può essere una ripetuta (complementata e invertita) Sequenza ripetuta seguita + polyU Questa struttura determina il rilascio dell'RNA dalla RNA polimerasi Il filamento di RNA così formato si chiama trascritto primario. Negli eucarioti il trascritto primario prima di uscire dal nucleo viene modificato: - Aggiunta del cappuccio al 5‟ - Poliadenilazione (PolyA) - Splicing Splicing e struttura del gene Negli eucarioti il trascritto primario viene anche “tagliato e ricucito” per dar luogo ad un trascritto maturo (mRNA, tRNA, rRNA, ncRNA etc...) - esoni: porzioni del gene/RNA che rimarranno nel trascritto maturo - introni: porzioni del gene/RNA eliminate nel processo di maturazione Spliceosoma Apparato molecolare che permette lo splicing. Costituito principalmente da snRNP Small nuclear ribonucleo proteins Isoforme di splicing Un unico gene può generare trascritti maturi differenti (e quindi proteine differenti) Variabilità di trascritti/proteine pressoché infinita tra cellule differenti di un certo organismo: 1) Qualitativa (isoforme di splicing) 2) Quantitativa (livelli di espressione) Il 70% dei geni umani ha isoforme di splicing TRADUZIONE Processo mediante il quale l'informazione genetica è trasmessa dall’RNA alle proteine - Solo alcuni RNA (mRNA) sono tradotti - è direzionale - Avviene in maniera continua - Richiede un apparato proteico Codice genetico Codice pressoché universale che mette in relazione 4^3 possibili triplette di basi di DNA/RNA (codoni) con i 20 aminoacidi di una proteina Moduli di lettura Una stessa sequenza di RNA può essere letta in tre modi differenti (e può generare tre differenti proteine) In un mRNA: Inizio: sempre una metionina Fine: sempre un codone di stop Se analizziamo una sequenza di DNA, troveremo 6 moduli di lettura: - 3 sul filamento + - 3 sul filamento - tRNA struttura: è la molecola che permette l'associazione tra codone in amino acido funzione: La tRNA sintetasi “unisce” il tRNA attraverso il sito attivo e l’amminoacido con un legame ad alta energia, l’anticodone di tRNA carico si appaia con il codone corrispondente. Quanti tRNA differenti per aa? Ogni tRNA sintetasi lega un aa ai tRNA corrispondenti l'apparato di sintesi delle proteine non riconosce l’aminoacido caricato ma riconosce solo l’anticodone del tRNA Ribosoma è la macchina che permette la sintesi proteica formata da due subunità, una piccola e una grande - Ciascuna subunità è costituita da decine di proteine 2-3 tipi di rRNA - La subunità grande ospita 3 siti di legame per i tRNA Sito A (Aminoacido): tRNAaa Sito P (Polipeptide): tRNApolipeptide Sito E (Exit): tRNA scarico