David Sadava H Craig Heller Gordon H Orians

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David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis

David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis Biologia. blu B - Le basi molecolari della vita e dell’evoluzione 1

Il linguaggio della vita 2 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

Il linguaggio della vita 2 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

Il materiale genetico • Varia di quantità da specie. • Regola lo sviluppo della

Il materiale genetico • Varia di quantità da specie. • Regola lo sviluppo della cellula. • Ha la capacità di duplicarsi. Nome comune Numero di coppie di 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 3 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

L’esperimento di Griffith Il «fattore di trasformazione» è il materiale ereditario. 4 Sadava et

L’esperimento di Griffith Il «fattore di trasformazione» è il materiale ereditario. 4 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

L’esperimento di Avery Nel 1944 si capisce che il «fattore di trasformazione» dell’esperimento di

L’esperimento di Avery Nel 1944 si capisce che il «fattore di trasformazione» dell’esperimento di Griffith (1928) è il DNA. 5 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

L’esperimento di Hershey-Chase Nel 1952 si dimostra che il materiale genetico è costituito dal

L’esperimento di Hershey-Chase Nel 1952 si dimostra che il materiale genetico è costituito dal DNA e non dalle proteine. 6 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La struttura elicoidale del DNA Gli esperimenti di Rosalind Franklin con la cristallografia ai

La struttura elicoidale del DNA Gli esperimenti di Rosalind Franklin con la cristallografia ai raggi X fornirono la prova decisiva per comprendere la forma elicoidale della molecola di DNA. 7 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La composizione chimica del DNA Il DNA è un polimero composto di nucleotidi. Ogni

La composizione chimica del DNA Il DNA è un polimero composto di nucleotidi. Ogni nucleotide è formato da: • una molecola di zucchero (desossiribosio); • un gruppo fosfato; • una base azotata. 8 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La regola di Chargaff Nel DNA la quantità totale delle purine (adenina e guanina)

La regola di Chargaff Nel DNA la quantità totale delle purine (adenina e guanina) è sempre uguale a quella delle pirimidine (timina e citosina). 9 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

Il modello a doppia elica Nel 1953 Watson e Crick proposero il modello tridimensionale

Il modello a doppia elica Nel 1953 Watson e Crick proposero il modello tridimensionale del DNA. 10 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La struttura del DNA - 1 Ogni molecola di DNA è formata da due

La struttura del DNA - 1 Ogni molecola di DNA è formata da due catene antiparallele, in cui l’appaiamento delle basi è complementare. L’elica ha avvolgimento costante e destrogiro. 11 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La struttura del DNA - 2 I nucleotidi all’interno di ciascuna catena sono uniti

La struttura del DNA - 2 I nucleotidi all’interno di ciascuna catena sono uniti da legami covalenti, mentre quelli che uniscono i due filamenti appaiati sono legami a idrogeno. 12 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

Il DNA è in grado di replicarsi La duplicazione del DNA è semiconservativa. 13

Il DNA è in grado di replicarsi La duplicazione del DNA è semiconservativa. 13 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

L’inizio della duplicazione del DNA Alcuni enzimi del complesso di duplicazione aprono la doppia

L’inizio della duplicazione del DNA Alcuni enzimi del complesso di duplicazione aprono la doppia elica e formano due forcelle di duplicazione. 14 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La primasi dà il via alla duplicazione Su ciascuno dei due filamenti l’enzima primasi

La primasi dà il via alla duplicazione Su ciascuno dei due filamenti l’enzima primasi sintetizza un breve primer complementare al filamento stampo. 15 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La polimerasi continua la sintesi L’enzima DNA polimerasi aggiunge nucleotidi all’estremità 3' del primer.

La polimerasi continua la sintesi L’enzima DNA polimerasi aggiunge nucleotidi all’estremità 3' del primer. 16 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La duplicazione procede diversamente sui due filamenti La DNA polimerasi può aggiungere nucleotidi solo

La duplicazione procede diversamente sui due filamenti 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. 17 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

La duplicazione del filamento lento Sul filamento lento sono sintetizzati molti primer seguiti da

La duplicazione del filamento lento Sul filamento lento sono sintetizzati molti primer seguiti da frammenti di Okazaki che poi sono uniti dall’enzima DNA ligasi. 18 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

I telomeri In molti eucarioti le estremità dei cromosomi presentano delle sequenze ripetitive: i

I telomeri 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. 19 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

L’enzima telomerasi 20 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

L’enzima telomerasi 20 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

I meccanismi di riparazione del DNA - 1 Correzione di bozze: le proteine del

I meccanismi di riparazione del DNA - 1 Correzione di bozze: le proteine del complesso di duplicazione correggono gli errori a mano che la DNA polimerasi li compie. 21 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

I meccanismi di riparazione del DNA - 2 Riparazione dei disappaiamenti: delle proteine controllano

I meccanismi di riparazione del DNA - 2 Riparazione dei disappaiamenti: delle proteine controllano il nuovo filamento di DNA e correggono gli errori di appaiamento. 22 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012

I meccanismi di riparazione del DNA - 3 Riparazione per escissione: appositi enzimi intervengono

I meccanismi di riparazione del DNA - 3 Riparazione per escissione: appositi enzimi intervengono per eliminare e sostituire i pezzi difettosi del nuovo filamento. 23 Sadava et al. Biologia. blu © Zanichelli editore, 2012