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Biologia.bluB - Le basi molecolari della vita e dell’evoluzione
David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis
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Il linguaggiodella vita
Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore, 2012
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Il materiale genetico
Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore, 2012
• Varia di quantità da specie a specie.
• Regola lo sviluppo della cellula.
• Ha la capacità di duplicarsi.
Nome comune Numero di coppiedi cromosomi
zanzara 3
mosca 6
rospo 11
riso 12
rana 13
alligatore 16
frumento 21
uomo 23
patata 24
asino 31
cavallo 32
cane 39
carpa 52
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Il «fattore di trasformazione» è il materiale ereditario.
L’esperimento di Griffith
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Nel 1944 si capisce che il «fattore di trasformazione» dell’esperimento di Griffith (1928) è il DNA.
L’esperimento di Avery
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Nel 1952 si dimostra che il materiale genetico è costituito dal DNA e non dalle proteine.
L’esperimento di Hershey-Chase
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Gli esperimenti di Rosalind Franklin con la cristallografia ai raggi X fornirono la prova decisiva per comprendere la forma elicoidale della molecola di DNA.
La struttura elicoidale del DNA
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La composizione chimica del DNA
Sadava et al. Biologia.blu © Zanichelli editore, 2012
Il DNA è un polimero composto di nucleotidi.
Ogni nucleotide è formato da: • una molecola di zucchero (desossiribosio);• un gruppo fosfato;• una base azotata.
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La regola di Chargaff
Nel DNA la quantità totale delle purine (adenina e guanina) è sempre uguale a quella delle pirimidine (timina e citosina).
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Nel 1953 Watson e Crick proposero il modello tridimensionale del DNA.
Il modello a doppia elica
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Ogni molecola di DNA è formata da due catene antiparallele, in cui l’appaiamento delle basi è complementare.
L’elica ha avvolgimentocostante e destrogiro.
La struttura del DNA - 1
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I nucleotidi all’interno di ciascuna catena sono uniti da legami covalenti, mentre quelli che uniscono i due filamenti appaiati sono legami a idrogeno.
La struttura del DNA - 2
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La duplicazione del DNA è semiconservativa.
Il DNA è in grado di replicarsi
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Alcuni enzimi del complesso di duplicazione aprono la doppia elicae formano due forcelle di duplicazione.
L’inizio della duplicazione del DNA
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Su ciascuno dei due filamenti l’enzima primasi sintetizza un breve primer complementare al filamento stampo.
La primasi dà il via alla duplicazione
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L’enzima DNA polimerasi aggiunge nucleotidi all’estremità 3' del primer.
La polimerasi continua la sintesi
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La duplicazione procede diversamente sui due filamenti
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La DNA polimerasi può aggiungere nucleotidi solo all’estremità 3' di un filamento.
Dunque la duplicazione è continua sul filamento veloce,ma discontinua e procede a ritroso sul filamento lento.
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La duplicazione del filamento lento
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Sul filamento lento sono sintetizzati molti primer seguiti da frammenti di Okazaki che poi sono uniti dall’enzima DNA ligasi.
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I telomeri
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In molti eucarioti le estremità dei cromosomi presentano delle sequenze ripetitive: i telomeri.
A ogni duplicazione la cellula perde una porzione del DNA telomerico, fino a quando non si può più duplicare e muore.
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L’enzima telomerasi
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Correzione di bozze: le proteine del complesso di duplicazione correggono gli errori a mano a mano che la DNA polimerasi li compie.
I meccanismi di riparazione del DNA - 1
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I meccanismi di riparazione del DNA - 2Riparazione dei disappaiamenti: delle proteine controllano il nuovo filamento di DNA e correggono gli errori di appaiamento.
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I meccanismi di riparazione del DNA - 3Riparazione per escissione: appositi enzimi intervengono per eliminare e sostituire i pezzi difettosi del nuovo filamento.