Scopriamo il DNA e la sua duplicazione

Da **admin** Mar Mag 06, 2014 4:07 pm

DNA spiegazione

1)Il dna è una struttura alfaelica antiparallela (quindi che le due catene di dna vanno in direzioni opposte, una 3-5, l'altra 5-3) e è costituita da nucleotidi che si differenziano per la base azotata (timina, guanina, adenina, citosina) che si appaiano sempre nelle stesse coppie: citosina-guanina e timina-adenina

2) Il DNA (acido desossiribonucleico), è localizzato nel nucleo, contiene il materiale genetico, che assicura la sopravvivenza e la continuità della specie. Una molecola di DNA contiene uno zucchero (desossiribosio), un gruppo fosforico e quattro basi azotate: due purine (citosina e timina) e due pirimidine (adenina e guanina). Le basi azotate sono legate tra loro nel seguente modo: una adenina si lega ad una timina con due legami ad idrogeno, mentre la citosina si lega con la guanina con tre legami ad idrogeno.
Secondo il modello proposto da Watson e Crick nel 1953 il DNA presenta una struttura che si può paragonare ad una scala a pioli, nelle cui “ringhiere antiparallele (direzione 5' -> 3')” sono disposti alternativamente un gruppo fosforico ed uno zucchero mentre i “pioli” sono costituiti dalle basi azotate, legate tra loro con legami ad idrogeno molto labili. Se l’ipotetica “scala” si avvolge a spirale si ottiene la doppia elica del DNA.

3) Il DNA o ACIDO DEOSSIRIBONUCLEICO è costituito da nucleotidi. Ogni NUCLEOTIDE è formato da una base azotata, dallo zucchero deossiribosio e da un gruppo fosfato. Vi sono due tipi di basi azotate: le PURINE che presentano una struttura a due anelli e le PIRIMIDINE che hanno un solo anello. Nel DNA vi sono due tipi di purine, l’ADENINA (A) e le GUANINA (G), e due tipi di pirimidine, la CITOSINA (C) e la TIMINA (T). Così il DNA è costituito da quattro tipi di nucleotidi che differiscono soltanto per tipo di purine o di pirimidine contenenti azoto. Il DNA prende la forma di una doppia elica molto lunga e spiralizzata e lo si può paragonare ad una scala a pioli "ruotata" a forma di spirale avente i pioli perpendicolari all’asse di rotazione. I due montanti della scala sono formati da molecole alternate di zucchero e fosfato; i pioli perpendicolari ai montanti sono costituiti dalle basi azotate adenina (A), timida (T), guanina (G) e citosina (C) e le basi appaiate sono sempre combinazioni di una purina con una pirimidina. Dal momento che una molecola di DNA può essere lunga migliaia di nucleotidi, è possibile un’enorme varietà nella sequenza delle basi e questo è uno dei requisiti fondamentali del materiale genetico. Altro importante vincolo è che, a causa della struttura delle basi azotate, l’adenina può appaiarsi solo con la timida mediante due legami a idrogeno (A=T) e la guanina soltanto con la citosina, formando tre legami a idrogeno (G≡C). Le basi appaiate sono quindi complementari.

4) Il DNA è la nostra carta d'identità, è presente in ogni cellula del nostro corpo e contiene tutte le informazioni genetike ke ci riguardano. ogni persona ha il suo specifico, inconfondibile DNA.dna=CODICE UNIVERSALE sul quale sono basati gli esseri viventi.
DNA=acido desossiribonucleico è costituito da una lunghissima sequenza di nucleotidi (molecole che costituiscono gli anelli della catena) più volte ripiegata e superavvolta su sè stessa in modo da poter entrare nel nucleo nonostante la sua lunghezza (questo negli eucarioti, mentre nei procarioti, privi di nucleo, è generalmente una singola molecola circolare nel citoplasma, spesso chiamata cromosoma) In realtà sappi che per molecola si intende una doppia elica avvolta su sè stessa (due catene, antiparallele) Pensa che il DNA di un batterio come E.coli è lungo circa 1,7 mm pari a circa 850 volte la lunghezza del batterio stesso!è quindi indispensabile che il DNA venga compattato all'interno del nucleo, per poterci stare, e questo avviene allo stesso modo in cui un filo del telefono (avvolto ad elica) tende ad avvolgersi su se stesso. Lo stadio più avanzato del compattamento è rappresentato dai cromosomi.

5) DNA= acido desossiribonucleico è quella sostanza composta dai cromosomi che è contenuta nel nucleo di ogni cellula del nostro organismo e ha la trascrizioni di ogni cosa che c'è e che ci sarà nel nostro corpo, per esempio una malattia. In ogni nucleo di ogni cellula, ci sono questi filamenti di DNA e in ogni nucleo ci sono 46 cromosomi che descrivono ognuno qualcosa di diverso, colore degli occhi, malattie, tipo di sangue ecc... I cromosomi sono tutti di versi da persona a persona e quindi anche il DNA perché è la fusione in più o meno parti dei cromosomi materni e paterni, visto che alla nascita ce ne vengono conferiti 23 per parte. Questo è quello che so sul DNA.

6) Acidi nucleici
Il DNA (acido desossiribonucleico), è localizzato nel nucleo, contiene il materiale genetico, che assicura la sopravvivenza e la continuità della specie. Una molecola di DNA contiene uno zucchero (desossiribosio), un gruppo fosforico e quattro basi azotate: due purine (citosina e timina) e due pirimidine (adenina e guanina). Le basi azotate sono legate tra loro nel seguente modo: una adenina si lega ad una timina con due legami ad idrogeno, mentre la citosina si lega con la guanina con tre legami ad idrogeno. Il DNA presenta una struttura che si può paragonare ad una scala a pioli, nelle cui “ringhiere antiparallele” sono disposti alternativamente un gruppo fosforico ed uno zucchero mentre i “pioli” sono costituiti dalle basi azotate, legate tra loro con legami ad idrogeno molto labili. Se l’ipotetica “scala” si avvolge a spirale si ottiene la doppia elica del DNA

DNA duplicazione

1)Il dna in poche parole si duplica grazie ad un enzima chiamato dna-polimerasi (naturalmente è una proteina, ma tanti lo dimenticano) che stacca i due filamenti di dna e "attacca" gli elementi necessari per ottenere due catene di dna formate ognuna da un filamento vecchio e uno nuovo

2) Nel momento in cui il DNA deve duplicarsi, interviene l’enzima “DNA elicasi” che “spezza” i legami ad idrogeno tra le basi azotate: la spirale si svolge, i due filamenti si separano ed ognuno di essi funge da stampo per un filamento complementare di DNA. A questo punto interviene l' enzima DNA polimerasi che inserisce le basi per formare il filamento complementare. L’enzima DNA ligasi "salda" i nuovi frammenti di DNA e si ottengono così due doppie eliche identiche all'originale

3) IL DNA HA UNA STRUTTURA A DOPPIA ELICA E' FORMATO DA GRUPPI FOSFATI ZUCCHERI E BASI AZOTATE-timina citosina adenina guainina-
l'RNA HA UN FILAMENTO SOLO..COME ZUCCHERO HA IL RIBOSIO (mentre il dna il deossiribosio)E HA L'URACILE AL POSTO DELLA TIMINA DEL DNA
Le molecole di RNA vengono sintetizzate attraverso un processo, conosciuto come trascrizione del DNA, dove un filamento di DNA viene ricopiato nel corrispondente filamento di RNA.
ESISTONO 3 TIPI DI RNA DI TRASPORTO,MESSAGGIERO.RIBOSAMIALE

4) Ogni cromosoma è una molecola più o meno lunga di una sostanza definita Acido desossiribonuvleico(o DNA).
Il DNA fu scoperto per la prima volta nel 1953 da due scienziati james Watson e Francis Crick che ne individuarono la forma particolare a doppia elica, o per rendere meglio l'idea, di una scala a pioli avvolta a spirale su stessa.
La "ringhiera " di questa scala a pioli è formata da molecole di acido fosforico e di desossiribosio(zucchero), mentre i "pioli" della nostra scala sono dati dalle 4 basi azotate:
-A(Adenina)
-T(timina)
-C(Citosina)
-G(Guanina)
che si possono collegare fra loro solo nella maniera:
A-T, C-G.

Un nucleotide è formato da una molecola di desossiribosio e una di acido fosforico a cui è attaccata una base azotata.
Una successione più o meno lunga di nucleotidi forma la ringhiera della scala a pioli e un gene, che in successione formano il cromosoma.
Ogni gene è quindi codificato da una serie di basi azotate, dalla quale si può desumere (codice genetico) che proteina produrre.

5) Una caratteristica fondamentale del DNA è la sua capacità di fornire copie esatte di se stesso. La doppia struttura dell’elica del DNA, al momento della duplicazione dei cromosomi, si apre a metà come una "cerniera-lampo" e le basi appaiate si separano a livello dei legami a idrogeno. Man mano che i due filamenti si separano, essi fungono da stampo: ciascuno dirige, per tutta la sua lunghezza, la sintesi di un nuovo filamento complementare. In questo modo vengono prodotte due copie identiche della molecola iniziale.

6) La duplicazione del DNA inizia sempre da una zona della macromolecola definita punto di origine.
Il punto di origine è individuato da una sequenza di nucleotidi specifica e univoca; in essa avviene la rottura dei legami a idrogeno che uniscono le basi azotate e, quindi si ha l'apertura della doppia elica. Tale rottura è operata da enzimi detti elicasi.
La rottura del punto di origine determina la formazione della alla cui estremità si possono riscontrare due forcelle in corrispondenza delle quali la duplicazione continua nelle due direzioni opposte.
Quando la bolla di duplicazione si estende, l'effetto che ne consegue è simile a quello che si verifica su un filo a più capi quando esso viene dipanato in un punto con un maggior attorcigliamento sui punti adiacenti.
Così nelle zone del DNA adiacenti alla bolla di duplicazione si ha un effetto di superavvolgimento.
Per ripristinare la condizioni ottimali di torsione della doppia elica intervengono enzimi specifici chiamati topoisomerasi, coadiuvati in tale operazione da un complesso di proteine dette proteine a un solo filamento.
A questo punto possono entrare in gioco gli enzimi, DNA-polimerasi, protagonisti della costruzione vera e propria delle doppie eliche di nuova generazione: essi attivano la polimerizzazione dei nucleotidi in un nuovo filamento a partire dalle forcelle di duplicazione.
Il processo si conclude con la formazione di due molecole uguali tra loro e a quella madre grazie all'azione finale di enzimi specifici capaci di ricomporre i legami a idrogeno tra le basi azotate.

7) Nel momento in cui la molecola di DNA deve duplicarsi, i due filamenti si separano successivamente alla rottura dei legami a idrogeno. Ciascun filamento si comporta come uno stampo per la formazione di un nuovo filamento complementare, utilizzando i nucleotidi disponibili nella cellula. L'aggiunta di nucleotidi al nuovo filamento è catalizzata dagli enzimi DNA-polimerasi. Nel processo di duplicazione molti altri enzimi giocano un ruolo importante.
La duplicazione del DNA inizia a livello di una particolare sequenza di nucleotidi sul cromosoma, che è il punto d'origine della duplicazione. Questa procede in entrambe le direzioni, per mezzo delle due forcelle di duplicazione che si spostano nelle due direzioni opposte. Durante la duplicazione del DNA avviene l'azione proofreading delle DNA-polimerasi, che fanno invertire la direzione di marcia quando si rende necessario rimuovere quei nucleotidi che non si sono appaiati in modo corretto a quelli del filamento stampo.
Grazie alle deduzioni sulla struttura a doppia elica del DNA elaborate da Watson e Crick, venne universalmente accettato il ruolo del DNA come la molecola che porta a trasmettere le informazioni genetiche. Con la scoperta del complesso ed estremamente preciso meccanismo mediante il quale le cellule duplicano il loro DNA era finalmente risolto il problema di come l'informazione ereditaria venga fedelmente trasmessa da una cellula madre alla cellula figlia, generazione dopo generazione.

SINTESI PROTEICA E RNA

1) -La sintesi proteica: Grazie alla quale vengono prodotte le proteine che servono per determinare alcuni caratteri.
Avviene con un procedimento simile alla duplicazione, ma da una molecola di Dna si origina l'RNAm che uscendo dal nucleo e aprendosi sui ribosomi si fa leggere. Allora la cellula "chiama" i vari amminoacidi codificati sull'RNAm e li mette insieme formando la proteina finale.

Per quanto riguarda l'RNA:
l'RNA non è altro che un polimero ribonucleotidico. E' simile al DNA eccetto che per tre fondamentali cose:

- è a signolo filamento (il DNA è a doppio filamento)
- nel RNA come base c'è l'uracile e non la timina (presente invece nel DNA)
-lo zucchero costituente non è il desossiribosio, presente nel DNA, pensì il ribosio (i due zuccheri differiscono per un semplice gruppo -OH ossidrilico).

Esistono in natura tre fondamentali tipi di RNA:
rRNA detto anche RNA ribosomiale
tRNA detto anche RNA di trasporto
mRNA detto anche RNA messaggero.

Tutti questi tipi di RNA sono comunque implicati nel processo di sintesi proteica, anche se con diverse modalità!

3) Il DNA è costituito strutturalmente da una doppia elica avvolta a spirale. Nel momento in cui la cellula deve dividersi e, quindi, il DNA deve duplicarsi, interviene l’enzima “DNA elicasi” che “spezza” i legami ad idrogeno tra le basi azotate, la spirale si svolge, i due filamenti si separano ed ognuno di essi funge da stampo per un filamento complementare di DNA; a questo punto interviene l' enzima DNA polimerasi, che inserisce le basi per formare il filamento complementare. Tramite l’enzima “DNA ligasi” si formano i legami ad idrogeno tra le basi azotate neoformate e si ottengono così due doppie eliche identiche all'originale.

2) L’RNA

L’RNA o ACIDO RIBONUCLEICO è una sostanza chimicamente molto simile al DNA. Li distinguono tre principali differenze:
- nei nucleotidi dell’RNA lo zucchero è il ribosio e non il deossiribosio;
- la base azotata timina, che si trova nel DNA, non è presente nell’RNA, al suo posto vi è una pirimidina molto simile, l’URACILE (U) che, come la timina, si appaia solo con l’adenina;
- la maggior parte dell’RNA è composto da un filamento singolo.
L’RNA, così come il DNA, contiene informazioni sulla struttura proteica.

Le molecole di RNA messaggero sono copie, trascrizioni di sequenze nucleotidiche codificate nel DNA. Ogni nuova molecola di mRNA viene copiata da uno dei due filamenti del DNA con lo stesso principio dell’accoppiamento delle basi che regola la duplicazione del DNA.Il DNA è la copia matrice dell’informazione genetica; l’RNA messaggero è invece la copia di lavoro dell’informazione genetica

3) la trascrizione è quel processo in cui da una molecola di DNA si ricava l'mRNA e da questo poi, tramite la traduzione, il codice dell'mRNA viene tradotto nel codice delle proteine. Sul DNA vi è una particolare sequenza, il promotore, formata dai nucleotidi TATA a cui si legano le numerose proteine per dare inizio alla trascrizione. Tra queste vi è una proteina elicasica che separa i 2 filamenti di DNA, una chinasica che fosforila l'RNA polimerasi II e l'RNA polimerasi II stessa che aggiunge i ribonucleotidi per formare l'mRNA. La trascrizione prosegue fino a quando non si incontra una sequenza di terminazione e l'mRNA viene defosforilata. Ora che l'mRNA e completo ci vuole un metodo in grado di convertire il codice a 4 lettere dei nucleotidi con il codice a 20 lettere degli amminoacidi e questo è reso possibile grazie ai codoni. in pratica 3 nucleotidi formano un codone e ogni codone identifica un amminoacido. inizia quindi la traduzione che coinvolge tutti e 3 gli RNA. prima di tutto si deve attivare il tRNA che è specifico per ogni amminoacido. lega il suo amminoacido specifico e possiede una regione che identifica il codone corrispondente. poi si forma il complesso della traduzione formato dall'rRNA, i fattori d'inizio e ovviamente l'mRNA. il primo tRNA riconosce il codone d'inizio e si lega a questo con un'interazione codone-anticodone (il codone sull'mRNA e l'anticodone sul tRNA). il complesso della traduzione trasla e rende disponibile un altro codone a cui si lega il secondo tRNA. ora i 2 amminoacidi legati ai 2 tRNA sono vicini e possono interagire formando il legame peptidico. il complesso trasla ancora, il primo tRNA si stacca, il secondo si posiziona dove si trovava il primo e un terzo tRNA, sempre corrispondente al terzo codone, si posizione dove prima si trovava il secondo tRNA. si forma un nuovo legame tra gli amminoacidi e così via. l'ultima fase è la terminazione in cui un codone di terminazione indica la fine della traduzione. a questo punto si dissociano il componenti del complesso di traduzione e la proteina è completa.

4) Quando una cellula deve produrre una proteina ci sono 2 fasi principali: la TRASCRIZONE in cui il DNA viene convertito ad RNA (per essere più precisi mRNA o RNA messaggero) ; e poi l'mRNA passa sui ribosomi che "leggono" la sequenza e per ogni 3 basi di mRNA viene associata una molecola di tRNA (RNA transfer), ad ogni molecola di tRNA è associato un Amminoacido (sono 20 in tutto) e il ribosoma "legando" gli amminoacidi uno con l'altro crea la proteina; il passaggio da RNA a proteina è appunto detto TRADUZIONE.

5) Non esiste un solo RNA.
Nelle nostre cellule vi si trovano 4 tipi di RNA che sono:
mRNA tRNA rRNA snRNA. Ciascuno di questi ha una sua struttura molecolare e funzione.
L' mRNA porta l' informazione genetica del DNA dal nucleo al citosol dove sarà tradotto.
L' rRNA si unisce con componenti proteiche per formare il ribosoma che serve tramite anche altri enzimi a tradurre l' mRNA in un processo chiamato traduzione.
Il tRNA porta gli amminoacidi al ribosoma per formare il polipeptide di proteina.
L' snRNA si uniscono ad altre componenti proteiche che verranno usati nella maturazione dell' mRNA.

6) L' RNA è l' acido ribonucleico, il DNA è l' acido desossiribonucleico. Entrambi possono contenere informazioni genetiche (alcuni virus non hanno DNA, ma solo RNA). In una cellula si trova RNA messaggero, ribosomiale e di trasferimento.

In una cellula l' informazione genetica è conservata nel DNA: quando occorre utilizzarla per la sintesi di proteine, la parte di DNA interessata viene copiata (all' interno del nucleo) su una sequenza di RNA, detta RNA messaggero, che esce dal nucleo e raggiunge i ribosomi (strutture costituite da RNA ribosomiale), dove avviene la sintesi proteica.

Nel ribosoma, la sequenza di RNA messaggero viene fatta scorrere, tre nucleotidi alla volta (triplette), ed ogni tripletta viene abbinata ad una tripletta complementare situata su un frammento di RNA detto di trasferimento, legato ad un amminoacido che viene aggiunto alla proteina in sintesi. In questo modo, ad ogni gruppo di tre nucleotidi corrisponde un amminoacido diverso, e la sequenza di nucleotidi dell' RNA messaggero corrisponde ad una sequenza di amminoacidi specifica; dal momento che la sequenza dell' RNA è una copia del DNA della cellula, ad una sequenza di DNA corrisponderà una proteina con una sequenza di amminoacidi ben precisa.

I virus possono interferire in questo processo, introducendo nella cellula sequenze di DNA (DNA virus, ad esempio il virus dell' herpes, o quello del vaiolo) o di RNA (RNA virus, ad esempio quello del raffreddore, dell' influenza, della rabbia...) per far iniziare la sintesi di proteine virali, e potersi così riprodurre.

7) L’RNA (acido ribonucleico), a differenza del DNA è costituito da un singolo filamento composto da: uno zucchero (ribosio), un gruppo fosforico e quattro basi azotate: adenina, citosina, guanina e uracile (sostituisce la timina). Nella cellula sono presenti tre tipi di RNA: messagero (m-RNA) nel nucleo, ribosomiale (r-RNA) nei ribosomi, di trasporto (t-RNA) nel citoplasma. La forma dell’RNA di trasporto è simile ad un trifoglio che contiene il sito per l’anticodone ed il sito per l’aggancio dell’amminoacido.
E’ da notare che nel citoplasma esistono venti tipi di t-RNA, tanti quanti sono gli amminoacidi in natura, ognuno di essi è, infatti, legato ad un amminoacido specifico. A seconda se la cellula deve riprodursi o effettuare la sintesi proteica, uno dei filamenti di DNA può fungere da stampo o per il filamento complementare di DNA oppure per un filamento di RNA messaggero, che avvierà la sintesi proteica.

La cellula é l’unità fondamentale di tutti gli esseri viventi.
I procarioti (pro = prima e karion = nucleo), svolgono il loro ciclo vitale all’interno di un’unica cellula. Il loro nucleo è indifferenziato.
Le cellule degli eucarioti (eu = vero e karion = nucleo) hanno il nucleo.
Osservando una cellula dall'esterno verso l'interno si notano: la membrana cellulare, il citoplasma e gli organuli cellulari (nucleo, reticolo endoplasmatico, mitocondri, complesso del Golgi, lisosomi, centrioli, …..)