dna strutturaduplicazione sintesi delle proteine
TRANSCRIPT
DNADNA
STRUTTURASTRUTTURADUPLICAZIONEDUPLICAZIONE
SINTESI DELLE PROTEINESINTESI DELLE PROTEINE
I NUCLEOTIDII NUCLEOTIDIIl DNA è un polimeroI suoi monomeri sono i NUCLEOTIDII nucleotidi sono formati-Gruppo fosfato-zucchero deossiribosio- base azotata
BASE AZOTATA
Gruppo fosfato
zucchero
PURINE
PIRIMIDINE
Le basi azotateLe basi azotate
La complementarietàLa complementarietàLa complementarietà si La complementarietà si
basa subasa su Dimensioni delle basiDimensioni delle basi
una purina (lunga) si una purina (lunga) si appaia con una appaia con una pirimidina (corta)pirimidina (corta)
Numero di legami a Numero di legami a idrogenoidrogeno
--adenina si appaia con adenina si appaia con timina (2 legami H) timina (2 legami H)
-guanina con citosina -guanina con citosina (3 legami H)(3 legami H)
Struttura IStruttura II nucleotidi sono legati I nucleotidi sono legati
l’uno all’altro l’uno all’altro attraverso il gruppo attraverso il gruppo fosfatofosfato
Gruppi fosfato e Gruppi fosfato e molecole di molecole di zucchero formano zucchero formano una successione una successione linearelineare
Le basi azotate legate Le basi azotate legate alle molecole di alle molecole di zucchero sporgono zucchero sporgono dalla strutturadalla struttura
Fosfato che fa daponteTra molecoledi zuccherodi nucleotididiversi
Basi azotate
Zuccherodeossiribosio
Struttura IIStruttura II
Una molecola di DNA Una molecola di DNA è formata da è formata da due catene due catene di nucleotididi nucleotidi appaiate appaiatesecondo le regole dellasecondo le regole dellacomplementarietàcomplementarietà doppia elicadoppia elica
Una sorta di scala Una sorta di scala a pioli avvolta a a pioli avvolta a spirale dove i pioli spirale dove i pioli sono le coppie di basi sono le coppie di basi complementaricomplementari
zucchero
basi
Citosinatimina
Guaninaadenina
Gruppofosfato
Modelli DNAModelli DNA
Vengono evidenziatii legami H che uniscono le basicomplementari
Le 2 catene dinucleotidi siavvolgono l’una sull’altra a spiraleper questo lamolecola di DNAviene chiamatala DOPPIA ELICA
la struttura del DNA giustifica le 2 caratteristiche :•la molecola può venire duplicata facilmente•il DNA viene utilizzato dai viventi come un codice per registrare e trasmettere informazioni
Funzioni del DNAFunzioni del DNA Materiale ereditarioMateriale ereditario: : viene duplicato e viene duplicato e
trasmesso alle cellule figlietrasmesso alle cellule figlie Programma della cellulaProgramma della cellula:: contiene le contiene le
informazioni per la sintesi di informazioni per la sintesi di tuttetutte le le proteine dell’organismoproteine dell’organismo
Ogni tratto di DNA che porta Ogni tratto di DNA che porta l’informazione per la sintesi di una l’informazione per la sintesi di una proteinaproteina→→GENEGENE
Nel DNA delle cellule della specie umana Nel DNA delle cellule della specie umana ci sono circa ci sono circa 30.000 geni30.000 geni, in quello di un , in quello di un batterio, poche migliaiabatterio, poche migliaia
la duplicazione del DNAla duplicazione del DNA
gli enzimi staccano tra loro le 2 catene polinucleotidiche della molecoladi DNA originarioaltri enzimi complementano, cioè appaiano secondo le regole dellacomplementarietà, a uno a uno i nucleotidi di ciascuna delle 2 catene“vecchie”, sintetizzando 2 catene “nuove”
risultato 2 molecole di DNA, ciascuna formata da-una catena nucleotidica proveniente dalla molecola di partenza,“vecchia”- una catena nucleotidica neoformata, “nuova”Per questo il modo di riproduzione delle molecole di DNA viene definitoDUPLICAZIONE SEMICONSERVATIVA
RNARNA ee DNA DNA Nel citoplasmaNel citoplasma Lo zucchero è il Lo zucchero è il
ribosioribosio Al posto della Al posto della
base timina, c’è base timina, c’è l’l’uracileuracile
Molecole di Molecole di decine, centinaia decine, centinaia o migliaia di o migliaia di nucleotidinucleotidi
Una singola Una singola catena di catena di nucleotidinucleotidi
Sintetizzato su Sintetizzato su stampo DNA (non stampo DNA (non in grado di in grado di autoduplicazione)autoduplicazione)
Nel nucleo delle Nel nucleo delle eucellule, nei eucellule, nei mitocondri e nei mitocondri e nei cloroplasti (poco)cloroplasti (poco)Lunghissime Lunghissime molecole di decine molecole di decine di migliaia o di migliaia o centinaia di centinaia di migliaia di milioni migliaia di milioni di coppie di di coppie di nucleotidinucleotidiDoppia catena di Doppia catena di nucleotidinucleotidiSintetizzato su Sintetizzato su stampo DNA stampo DNA (autoduplicazione)(autoduplicazione)
DNARNABasi azotate Basi azotate
uracile
adenina
guanina
citosina
timina
citosina
adenina
guanina
m RNA o RNA messaggerom RNA o RNA messaggero viene sintetizzato nel nucleo, viene sintetizzato nel nucleo,
complementare a un tratto di complementare a un tratto di una delle due catene di DNAuna delle due catene di DNA
porta nel citoplasma l’istruzione porta nel citoplasma l’istruzione “fotocopiata” dal programma“fotocopiata” dal programma
inserito nei ribosomi, viene letto inserito nei ribosomi, viene letto e l’informazione viene “tradotta” e l’informazione viene “tradotta” dagli enzimi che sintetizzano la dagli enzimi che sintetizzano la proteina proteina
disponendo gli amminoacidi disponendo gli amminoacidi secondo l’ordine scritto secondo l’ordine scritto sull’mRNAsull’mRNA
Trascrizione
traduzione
proteina
ribosomi
Anticodone
sito diattacco peraminoacido
tRNA o RNA transferttRNA o RNA transfert
ogni molecola di ogni molecola di amminoacido viene legata amminoacido viene legata nel citoplasma a una nel citoplasma a una specifica molecola di RNAspecifica molecola di RNA
il il tRNAtRNA è una corta catena di è una corta catena di nucleotidi a forma di trifoglionucleotidi a forma di trifoglio
la “foglia” centrale è formata la “foglia” centrale è formata da 3 nucleotidi da 3 nucleotidi →→anticodoneanticodone
c’è una esatta c’è una esatta corrispondenza tra corrispondenza tra l’amminoacido e l’anticodone l’amminoacido e l’anticodone del tRNA cui viene legatodel tRNA cui viene legato
anticodone
amminoacido
Struttura del tRNAStruttura del tRNA Le molecole di Le molecole di
tRNA sono stabili tRNA sono stabili perché alcuni tratti perché alcuni tratti della catena di della catena di nucleotidi si nucleotidi si complementanocomplementano con altri tratti della con altri tratti della stessa catena, stessa catena, dando la forma a dando la forma a trifogliotrifoglio
anticodone
Modello tRNAModello tRNA
attacco per l’amac fenilalanina
attacco per l’amacasparagina
Il codice geneticoIl codice genetico
codone
anticodone
Il linguaggio del programma geneticoIl linguaggio del programma genetico CODICE:CODICE: insieme di simboli con cui sono insieme di simboli con cui sono
registrate le istruzioni sul programma registrate le istruzioni sul programma ISTRUZIONEISTRUZIONE ( (genegene)= codifica per la )= codifica per la
successione con cui vanno legati gli successione con cui vanno legati gli amminoacidi per sintetizzare una specifica amminoacidi per sintetizzare una specifica proteinaproteina
CODONECODONE: successione lineare di 3 nucleotidi : successione lineare di 3 nucleotidi mRNA (mRNA (triplettatripletta) che codificano per (cioè ) che codificano per (cioè portano l’istruzione per andare a prendere) un portano l’istruzione per andare a prendere) un amminoacidoamminoacido
TRIPLETTA: TRIPLETTA: una delle una delle 6464 (4 (433) possibili ) possibili combinazioni lineari di 3 nucleotidicombinazioni lineari di 3 nucleotidi
ANTICODONE: ANTICODONE: tripletta tRNA complementare a tripletta tRNA complementare a una tripletta (codone) mRNAuna tripletta (codone) mRNA
Sintesi proteineSintesi proteine
sintesi proteine: tappesintesi proteine: tappe TRASCRIZIONETRASCRIZIONE: :
sintesi di RNA su sintesi di RNA su stampo DNAstampo DNA
TRADUZIONETRADUZIONE (o (o trasduzionetrasduzione): far ): far corrispondere a ogni corrispondere a ogni tripletta RNA un preciso tripletta RNA un preciso amminoacido, per cui amminoacido, per cui una successione di una successione di triplette viene “tradotta” triplette viene “tradotta” in una successione di in una successione di amminoacidi amminoacidi (polipeptide)(polipeptide)
catena DNAstampo
trascrizione
traduzione
sintesi proteine: prima tappa sintesi proteine: prima tappa
DNA
RNApolimerasi
Gli enzimi nel nucleo Gli enzimi nel nucleo aprono un tratto (gene) aprono un tratto (gene) della doppia elica di DNAdella doppia elica di DNA
complementano complementano una sola una sola delle 2 catenedelle 2 catene con con nucleotidi RNA portati dal nucleotidi RNA portati dal citoplasmacitoplasma
sintetizzano una catena di sintetizzano una catena di mRNA che esce dal mRNA che esce dal nucleonucleo
nucleotidi RNA
catena-stampoDNARNA neoformato
Complementarietà DNA-RNAComplementarietà DNA-RNA
La trascrizione dell’informazione dal DNA all’RNA La trascrizione dell’informazione dal DNA all’RNA avviene secondo le regole della complementarietàavviene secondo le regole della complementarietà• Una sola delle 2 catene DNA funge da stampoUna sola delle 2 catene DNA funge da stampo• L’enzima RNApolimerasi complementa i nucleotidi L’enzima RNApolimerasi complementa i nucleotidi della catena DNA con nucleotidi RNA (zucchero: della catena DNA con nucleotidi RNA (zucchero: ribosio)ribosio)• Il nucleotide DNA adenina viene complementato Il nucleotide DNA adenina viene complementato con il nucleotide RNA con il nucleotide RNA uracileuracile
Trascrizione DNA Trascrizione DNA RNA RNA1
3
2
4
RNA polimerasi
Inizio del gene
direzione della trascrizione
molecola RNA in formazione
molecola di RNA liberata
RNA polimerasi lascia il DNA
catene DNA riunite
Le 2 catene DNA vengono aperte; una funziona da stampo per la sintesi RNA
sintesi proteine: seconda tappasintesi proteine: seconda tappa mRNA viene inserito per un capo nel mRNA viene inserito per un capo nel
ribosoma, che ospita 2 tripletteribosoma, che ospita 2 triplette gli enzimi cercano nel citoplasma il tRNA gli enzimi cercano nel citoplasma il tRNA
con l’anticodone corrispondente e lo con l’anticodone corrispondente e lo complementano al primo codone, complementano al primo codone,
poi il secondo tRNA con il secondo poi il secondo tRNA con il secondo codonecodone
amac amac
tRNA
mRNA
sintesi proteine: terza tappasintesi proteine: terza tappa altri enzimi legano altri enzimi legano
l’amminoacido del primo l’amminoacido del primo tRNA a quello del secondotRNA a quello del secondo
il primo tRNA si allontana e il primo tRNA si allontana e l’mRNA scivola inserendo l’mRNA scivola inserendo nel ribosoma un altro nel ribosoma un altro codone da complementare codone da complementare con il tRNA corrispondentecon il tRNA corrispondente
al terzo amminoacido al terzo amminoacido vengono legati il secondo e vengono legati il secondo e il primoil primo
il secondo tRNA si il secondo tRNA si allontana, ecc.allontana, ecc.
1-riconoscimentocodone
2- formazione legame peptidico
3- traslocazione
Dogma centrale della biologiaDogma centrale della biologia
L’informazione L’informazione genetica fluisce in genetica fluisce in una sola direzioneuna sola direzione
dal DNA (programma) dal DNA (programma) che si autoduplica alche si autoduplica al
mRNA che viene mRNA che viene sintetizzato su sintetizzato su stampo DNA stampo DNA (trascrizione) alla(trascrizione) alla
proteina (sintesi a proteina (sintesi a livello dei ribosomi)livello dei ribosomi)
Duplicazionedel DNA
Trascrizionesintesi mRNA
trasduzionesintesi della proteina