DNA il materiale genetico Docente annapina russounina it

DNA: il materiale genetico Docente annapina. russo@unina. it

Il ruolo del DNA nell’ereditarietà Gli esperimenti di Fredrick Griffith su Streptococcus pneumoniae (nel 1931) hanno dimostrato la presenza di un «principio trasformante» ereditabile. Sylvia 5 S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012

Il DNA ha i requisiti adatti per funzionare come materiale genetico • Il DNA è variabile tra le diverse specie. • Il DNA è in grado di custodire le informazioni che fanno una specie diversa dall’altra. • Il DNA è costante all’interno di una stessa specie. • Il DNA è in grado di duplicarsi con grande precisione durante la divisione cellulare. • Il DNA è soggetto a rari cambiamenti, chiamati mutazioni, che forniscono la variabilità genetica che permette agli organismi di evolversi nel tempo. Sylvia 6 S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012

STRUTTURA DEL DNA Struttura primaria-secondaria e terziaria

Proprietà basi azotate influenzano la funzione degli acidi nucleici : • moderatamente basiche • altamente coniugate (influenza assorbimento della luce UV a 260 nm) • idrofobiche a p. H neutro (influenza sull’impilamento) • possibilità di formare legami a H, per la presenza di N e C=O L’impilamento riduce l’assorbimento UV rispetto a una uguale concentrazione di nucleotidi liberi (effetto ipocromico). Lo specifico appaiamento delle basi consente la duplicazione dell’informazione genetica con la sintesi di catene di a. n. complementari.

L’appaiamento delle basi implica la formazione di legami idrogeno H citosina N H N O N sugar H O H CH 3 timina H sugar N H N N H O N N N adenina N sugar guanina N sugar

Figura riportata nella pubblicazione originale di Watson e Crick Nature, Aprile 1953

La molecola del DNA ha la forma di una doppia elica James Watson e Francis Crick costruirono il primo modello tridimensionale del DNA basandosi sui risultati dei lavori di Rosalind Franklin e Maurice Wilkins, che avevano studiato la struttura del DNA usando la cristallografia a raggi X. Sylvia 18 S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012

DNA Ha un PM 106 - 108 e per la presenza dei gruppi fosfato è un polianione che può legarsi a cationi e precipitare in etanolo. Contiene l’informazione genetica per la sintesi di un prodotto biologico funzionale (RNA o proteina) in un segmento detto gene. Una cellula ha molte migliaia di geni e la conservazione dell’informazione è l’unica funzione nota del DNA. Nelle cellule eucariote si trova nel nucleo, ma anche nei mitocondri e nei cloroplasti

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modello bastoncino modello spaziale

Gli acidi nucleici possono formare vari tipi di doppia elica

Gli acidi nucleici possono formare vari tipi di doppia elica Elica Coppie di basi per giro Rotazione tra due basi Diametro B 10 (10, 4) 36 (34, 6) 20 (19) A 11 32, 7 23 Z 12 -30 18

Strutture insolite del DNA PALINDROME RIPETUTO INVERTITO RIPETUTO SPECULARE Si tratta di due copie della stessa sequenza in orientamento opposto

Tripla elica: scoperta nel 1957 durante uno studio su polinucleotidi sintetici Quando il terzo filamento è in sede il solco maggiore è reso inaccessibile a interazioni con proteine Questa struttura riscuote un certo interesse perchè offre la possibilità di sviluppare degli inibitori specifici per bloccare l’attività di geni bersaglio

Quartetti di G Si formano quando sono presenti nel DNA o RNA a singolo filamento a breve distanza tratti con almeno 3 o 4 G

doppia elica “collana di perle” nucleosoma Compattamnto della doppia elica in cromosoma fibra di 30 nm domini ad ansa cromosoma metafasico istone H 1 istone ottamerico

Compattamento della doppia elica in cromosoma istone ottamerico istone H 1 DNA istone H 1 nucleosoma istone ottamerico DNA