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loredana-pandolfi
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Funzione, struttura e replicazione del DNA
Frederick Griffith (1928) – “principio trasformante”
Oswal Avery, Colin MacLeod, Maclyn MacCarty (1944)
Il “principio trasformante” è il DNA
Alfred HersheyMarta Chase (1952)
35S marcatore delle proteine32P marcatore del DNA
La replicazione del fago all’interno del batterio è associata alla frazione contenente 32P, ovvero al DNA.
Il DNA (Acido DesossiriboNucleico) è costituito da nucleotidi (base azotata + zucchero + fosfato)
La regola di Chargaff: la quantità di A è uguale alla quantità di Tla quantità di G è uguale alla quantità di Cla quantità di G+A è uguale alla quantità di C+T
James D. Watson and Francis Crick
Rosalind Franklin
Rosalind Franklin 1952
Struttura errata a tripla elica proposta da Pauling nel 1952
A-T
G-C
Accoppiamento di basi proposto da Watson e Crick
Elementi chiave della struttura del DNA
• Elica a doppio filamento con diametro uniforme
• Elica destrorsa
• I due filamenti sono antiparalleli
• Le basi sono all’interno dell’elica, perpendicolari all’asse dell’elica e formano coppie di basi complementari
• L’adenina si lega alla timina con 2 legami idrogeno.
• La citosina si lega alla guanina con 3 legami idrogeno.
• Ogni coppia di basi è costituita da una purina e una pirimidina.
Accoppiamenti complementari delle basi del DNA
Watson, Crick, and Wilkins were awarded the 1962 Nobel Prize in Physiology or Medicine "for their discoveries concerning the molecular structure of nucleic acids and its significance for information transfer in living material”.
“It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.”
La sintesi di un filamentodi DNA richiede un innesco ad RNA ed avviene sempre in direzione 5’->3’
I due filamenti figli siformano in modo diverso:
continuo (“veloce”)discontinuo (“lento”)
La sintesi del filamento “lento”richiede l’intervento di un altraDNA polimerasi e di una DNAligasi
Accorciamento dei telomeri e telomerasi
Telomeri nell’uomo: TTAGGG * 2500
Sistemi di correzione e riparo del DNA
Correzione di bozze (“proofreading”) – durante la replicazione la DNA polimerasi può eliminare una base incorretta attraverso l’attività 3’-5’ fosfodiesterasica
Riparo dei misappaiamenti – le coppie di basi non corrette sul filamento nuovo vengono riparate da un complesso proteico che segue la polimerasi in duplicazione. La metilazione del DNA consente di distinguere il filamento vecchio dal nuovo.
Riparo per escissione – le basi modificate da agenti chimici successivamente alla replicazione del DNA vengono riconosciute e riparate.
Meccanismi di correzione e riparo nel DNA
CH3
Reazione a catena della polimerasi (PCR)
Taq polimerasi da Thermus acquaticus
...TTTCGGACCCCGG…
Sanger.1975
Pyrosequencing