duplicazione,trascrizione e traduzione Flashcards
EVIDENZE CHE IL DNA È IL MATERIALE GENETICO
Le cellule somatiche di ogni individuo hanno la
stessa quantità di DNA che invece è la metà nelle
cellule germinali. 2. I nucleotidi sono presenti in rapporti
diversi in organismi appartenenti a
specie differenti
3. Il DNA di membri diversi appartenenti alla stessa
specie oppure nei diversi tessuti di uno stesso
organismo ha la stessa composizione in basi.
La struttura del DNA è adeguata alla sua funzione
1- Il DNA è un polimero di nucleotidi
2- Il DNA è una doppia elica (scheletro di zuccheri e fosfati all’esterno
e basi all’interno)
3.il rapporto purine pirimidine è uguale a 1
4.appaiamento complementare tra le basi(legami a idrogeno)
5.i filamenti della doppia elica sono antiparalleli
caratteristiche generali della replicazione
1.la replicazione del dna è semiconservativaIl materiale genetico è replicato con
precisione nel ciclo cellulare.
la replicazione necessita:
a)Separazione delle catene costituenti la molecola parentale
b)Allineamento secondo le regole canoniche dell’appaiamento
duplicazione dna
-enzima elicasi rompe i legami a idrogeno e le interazioni idrofobiche che tengono uniti i 2 filamenti di dna.
-alcune proteine si inseriscono sui singoli filamenti per evitare che questi si riassocino tra loro.
-i due filamenti sono ovviamente complementari ed hanno orientamento opposto.
-dna polimerasi è responsabile della sintesi dei nuovi filamenti.può solo aggiungere nucleotidi ad un filamento preesistente.
-rna primasi sintetizza un breve filamento di rna complementare allo stampo.questo filamento è detto “primer”
-l’ultimo nucleotide del primer(ad esempio una guanina) ha sullo zucchero un oh in posizione 3 primo.questo gruppo reagisce con il gruppo fosfato in posizione 5 primo dello zucchero legato al nucleotide che viene aggiunto(in questo caso adenina)
-si forma cosi un legame fosfodiesterico
- la dna polimerasi puo aggiungere nucleotidi in direzione 5 primo 3 primo.solo un filamento detto “guida”viene sintetizzato in modo continuo.
-l’altro filamento è replicato in modo discontinuo e la sua copia è detto filamento “in ritardo”.su questo stampo la primasi sintetizza ogni volta un primer e da questo la dna polimerasi sintetizza in direzione 5 primo-3 primo un tratto di dna chiamato frammento di okazaki.
-i primer che sono rna vengono sostituiti da sequenze identiche di dna
-una dna ligasi unisce i frammenti di dna
LA REPLICAZIONE NEGLI EUCARIOTI (DNA LINEARE):ANALOGIE TRA PROCARIOTI ED EUCARIOTI
✔ I meccanismi della replicazione del DNA sono abbastanza simili in eucarioti e procarioti.
✔ La replicazione del DNA è semiconservativa ed è continua su un filamento e discontinua sull’altro.
✔ Come nei procarioti, la replicazione negli eucarioti richiede la sintesi di corti primer di RNA,
l’allungamento dei primer da parte della DNA polimerasi e (sul filamento discontinuo) l’unione dei
frammenti di Okazaki.
errori nel dna
GLI ERRORI NEL DNA POSSONO ESSERE CORRETTI
PROOFREADING (=correzione di bozze):
corregge gli errori non appena la polimerasi li
compie
MISMATCH REPAIR (=riparazione degli
appaiamenti erronei) esamina il DNA
subito dopo che è stato replicato e
corregge ogni appaiamento errato;
RIPARAZIONE PER ESCISSIONE: rimuove basi
anormali formatesi a causa di danni chimici
e le rimpiazza con basi funzionali
L’INFORMAZIONE GENETICA DIRIGE LA SINTESI DELLE PROTEINE
IL DOGMA CENTRALE DELLA
BIOLOGIA
L’INFORMAZIONE GENETICA DIRIGE LA SINTESI DELLE PROTEINE
Definisce tre processi attraverso i quali l’informazione
genetica viene conservata,trasmessa ed espressa
L’INFORMAZIONE CONTENUTA NEL RNA VIENE TRASCRITTA PER
PRODURRE RNA
Vi è una differenza fondamentale tra duplicazione (=replicazione) e trascrizione. IL GENE È UN TRATTO DI DNA CHE CONTIENE LE INFORMAZIONI PER LA PRODUZIONE DI UNA CATENA POLIPEPTIDICA. DURANTE LA DUPLICAZIONE TUTTO IL DNA VIENE COPIATO, MENTRE DURANTE LA
TRASCRIZIONE VENGONO TRASCRITTI IN RNA SOLO PICCOLI SEGMENTI DI DNA (1 O AL
MASSIMO ALCUNI GENI)QUINDI OGNI GENE VIENE TRASCRITTO SOLO QUANDO È RICHIESTO IL
PRODOTTO DA ESSO SPECIFICATO.
Alcuni tipi di RNA prodotti nella cellula
CLASSE DI RNA TIPO CELLULARE
LOCALIZZAZIONE
DELLA FUNZIONE
NEGLI EUCARIOTI
FUNZIONE
mRNA (messaggero) Procarioti eucarioti Nucleo e
citoplasma Codificano per proteine
rRNA (ribosomiale) Procarioti eucarioti Citoplasma Costituiscono i ribosomi
tRNA (transfer) Procarioti eucarioti Citoplasma Adattatori tra mRNA e
amminoacidi
snRNA (nucleare piccolo) Eucarioti Nucleo Processamento del premRNA
snoRNA (nucleolare piccolo) Eucarioti Nucleo Processamento ed
assemblaggio dell’rRNA
CARATTERISTICHE GENERALI DELLA TRASCRIZIONE
Così come per la replicazione sono necessari:
1- lo stampo di DNA
2- i substrati (ribonucleosiditrifosfati)
3- l’apparato di trascrizione
CHI CATALIZZA LA FORMAZIONE DI RNA?
L’enzima responsabile della trascrizione è
l’RNA POLIMERASI
⮚Avanza svolgendo la doppia elica del DNA.
⮚ Aggiunge ribonucleotiditrifosfati in direzione 5’→ 3’ alla
catena di RNA nascente.
COSA VIENE TRASCRITTO?
L’UNITA’ DI TRASCRIZIONE è formata da un segmento di DNA che codifica per una molecola di RNA e dalle sequenze
necessarie alla sua trascrizione:
1- PROMOTORE: tratto di DNA cui si lega l’apparato di trascrizione e che indica qual è il filamento stampo, la direzione
ed il sito di inizio della trascrizione.
2- REGIONE CODIFICANTE
3- TERMINATORE segnala dove la trascrizione deve finire
la trascrizione
Il dna contiene geni,cioè specifiche sequenze di nucleotidi.In un gene è contenuta l’informazione che serve a sintetizzare un polipetdide.Uno o piu polipetdidi formano le proteine.Il tramite tra gene e polipetdide è l’RNA,molecola a singolo filamento ottenuta dal dna con la trascrizione.
L’mrna esce dal nucleo e partecipa al processo di traduzione,che si conclude con la produzione di un polipetdide.
La trascrizione può essere divisa in tre fasi:inizio,allungamento e terminazione.
La trascrizione può iniziare solo in corrispondenza di regioni di dna dette promotori.Ciascun promotore è composto da diverse sequenze,di cui una è la tata-box,ricca di A e T(tra cui ci sono 2 legami a idrogeno).
inizio.le proteine regolatrici legandosi alla tata-box cambiano forma e inducono dei cambiamenti conformazionale nel dna.Si aggiungono altri fattori di trascrizione e l’rna polimerasi ,che catalizza la sintesi dell’rna.La doppia elica viene aperta nel punto di inizio,si forma cosi un complesso aperto.L’rna polimerasi comincia a unire nucleotidi formando un filamento di rna(aggiunto 1 nucleotide alla vota,a-u,c-g).
Il carbonio in posizione 5 primo si lega al carbonio in posizione 3 primo del nucleotide adiacente e si liberano acqua e pirofosfato.Quando la catena di rna raggiunge la lunghezza di circa 20 nucleotidi,la sua estremità 5 primo viene modificato chimicamente attraverso il capping.
La fase finale della trascrizione è detta terminazione e si verifica quando la rna polimerasi incontra delle particolari sequenza dette sequenze di arresto.Il filamento di rna viene rilasciato e la rna polimerasi si dissocia dal dna.
L’rna prodotto subisce modifiche che lo trasfomano in rna messaggero .
All’estreminta 5 primo del filamento è stato aggiunto un cappuccio cioe un nucleotide modificato nel quale alla base azotata è legato un gruppo metile(ch3).Anche all’estremità 3 primo viene modificato con la poliadeninazione,una sintesi di 200 nucleotidi contenenti la base adenina aggiunta dalla poli-a-merasi.La coda poli-a conferisce stabilità alla molecola di rna.
Con lo splicing diventa rna messaggero ed esce dal nucleo.
la trascrizione negli eucarioti
Presenta alcune differenze rispetto a quella dei procarioti:
1- una RNA polimerasi per i procarioti, tre per gli eucarioti
2- il riconoscimento del promotore negli eucarioti avviene ad opera di molte proteine (non la sola RNA
polimerasi come nei procarioti) ed i vari tipi di promotore richiedono proteine diverse. Due classi di proteine
accessorie sono:
a- FATTORI DI TRASCRIZIONE GENERALI, che con la RNA pol formano l’apparato basale della trascrizione.
B- ATTIVATORI TRASCRIZIONALI, che aumentano l’intensità della trascrizione
sintesi proteica
il processo di traduzione avviene nel citoplasma.
La traduzione avviene sui ribosomi,composti da una subunità minore e una maggiore(composto da rna ribosomiale e proteine).
I ribosomi avanzano lungo l’rna messaggero leggendo la sequenza di nucleotidi e formando una sequenza di amminoacidi.Si forma cosi la catena polipetdidica.
Nel dna,a ciascuna tripletta,chiamata codone,corrisponde un amminoacido specifico.61 codoni per 20 amminoacidi.un codone corrisponde a un solo amminoacido,un amminoacido può essere codificato da piu di un codone.
Nel processo di traduzione interviene anche l’rna transfer,ha la funzione di trasportare un amminoacido.Permette di aggiugnere ciascun amminoacido nel posto giusto.
All’estremita 3 primo del trna si trova il sito di attacco dell’amminoacido.Dalla parte opposta si trovano 3 nucleotidi che si associanoa 3 nucleotidi complementari presenti nel rna messaggero.il trna ha quindi un anticodone,una tripletta complementare a un codone dell’mrna.
Esistono tanti tipi di trna,almeno 1 per ognuno dei 20 amminoacidi,differiscono per il sito di attacco e per l’anticodone.Ogni trna puo portare un solo tipo di amminoacido ma puo avere anticodoni diversi.
il legame tra il trna e l’amminoacido è realizzato da una famiglia di enzimi detti amminoacil-trna-sintetasi.Il legame avviene tra l’amminoacido e l’estremita 3 primo del trna e utilizza come fonte di enrgia una molecola di atp.
nella fase di inizio la subunità minore del ribosoma si lega a un fattore di inizio e parte da 5 primo del mrna fino a quando non incontra il codone di inizio.A questo punto interviene il trna iniziatore che si lega al codone di inizio.Un’altra proteina completa la formazione del complesso di inizio.Dopo che è avvenuto il riconoscimento i fattori di inizio si dissociano e si associa la subunità maggiore del ribosoma.
Inizia cosi la fase di allungamento della traduzione.Il trna iniziatore si trova in una regione del ribosoma detto sito p.Accanto ad esso si trova il sito a,che è il punto di arrivo del successivo trna.gli amminoacidi quindi si trovano vicini e possono legarsi tra loro.Il legame è peptidico e avvine tra il gruppo amminico di un amminoacido e il gruppo carbossilico dell’altro,con rilascio di una molecola di acqua.
il trna si muovono sui diversi siti del ribosoma,il trna che si trovava sul sito a si sposta sul sito e,e da qui lascia il ribosoma e torna nel citoplasma.Un nuovo amminoacido entra nel sito a e cosi via…
esiste un codone di stop sul mrna che indica al ribosoma di fermarsi.La catena polipeptidica viene separata dal trna nel sito p.
