Duplicazione DNA Cellule che si dividono rapidamente 20

Duplicazione DNA

Cellule che si dividono rapidamente (20 ore) G 1 9 ore S 8 ore G 2 2 ore M 45 min

LE CICLINE così chiamate in quanto la loro concentrazione varia ciclicamente durante il ciclo cellulare; la loro concentrazione aumenta sino ad un livello massimo e poi segue una rapida degradazione

Modalità di replicazione del DNA

Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S. p. A. Copyright © 2006

La replicazione del DNA è semiconservativa

Dove inizia la replicazione del DNA?

DEFINIZIONE DI REPLICONE Qualunque molecola di DNA o tratto di DNA dotato di un origine di replicazione, capace di replicarsi autonomamente in una cellula

PROCARIOTI: 1 REPLICONE (tutto il genoma) LIEVITO: (13, 5 Mb) 350 REPLICONI UOMO: CIRCA 104 REPLICONI Il genoma eucariotico potrebbe essere replicato in 1 h se tutti i repliconi fossero attivi contemporaneamente Fase S tipica dura 6 -8 , ci sono segnali per regolare la replicazione dei vari repliconi Non tutti i repliconi sono usati per ogni divisione cellulare

Cosa succede durante la replicazione del DNA? Tutte le strutture di compattamento devono disorganizzarsi

Le origini di replicazione sono state identificate in batteri, lievito, cloroplasti e mitocondri Non ancora negli eucarioti superiori In E. coli ori. C circa 245 bp

INNESCO DELLA REPLICAZIONE Convertire un DNA a doppio filamento in un DNA a singolo filamento e formare un complesso di inizio precoce. In E. coli, intervengono in questa fase almeno 9 enzimi o proteine diverse

Inizio della replicazione: quando una molecola di DNA a doppia elica si srotola per esporre i due filamenti stampo a singola elica per la replicazione del DNA si forma una struttura a forma di Y chiamata FORCA REPLICATIVA

Replicazione del DNA: problemi e soluzioni

nel Filamento discontinuo (lento) si possono formare dei ripiegamenti (strutture a forcina), quindi per far in modo che la DNA pol possa lavorare Intervengono Single Strand Binding Protein (SSBP) stabilizzano il singolo filamento di DNA

20 monomeri

Il modello molecolare della replicazione del DNA: inizio della replicazione La denaturazione localizzata del DNA produce quella che viene chiamata una BOLLA DI REPLICAZIONE, cioè una regione del cromosoma dove il DNA è a singola elica e dalla quale la replicazione procede in modo bidirezionale.

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Allungamento della catena: Le DNA Polimerasi • Possono aggiungere un nucleotide all’estremità 3’ libera di una catena di acido nucleico, se dispongono di nucleotidi trifosfati • Possono rimuovere un nucleotide all’estremità 3’ o 5’ di una catena di acido nucleico • Non possono iniziare la replicazione se non dispongono di una catena con l’estremità 3’ libera • Non possono legare fra loro due frammenti di DNA

DNA polimerasi IIII Numero di subunità 1 4 10 Polimerazzazione 5’-3’ si si si Esonuclesi 5’-3’ si no no Esonucleasi 3’-5’ si si si Massa (kilodalton) 100 90 830 Processività 200 1500 Maggiore di 500. 000 Processività tendenza a restare su uno stesso stampo anzichè associarsi e dissociarsi continuamente

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t Tau + il

Modello “a mano” della DNA polimerasi Il “palmo”contiene il sito catalitico: controlla correttezza appaiamento basi le “dita” trattengono i d. NTP nella corretta posizione per la reazione catalitica; provocano curvatura stampo per esporre solo la prima base dopo l’innesco Il “pollice” stabilizza complesso tra DNA polimeasi e substrato

La DNA polimerasi non può utilizzare gli r. NTP Sebbene gli r. NTP siano nella cellula 10 volte più concentrati dei d. NTP, essi sono incorporati ad una velocità 1, 000 volte più bassa rispetto ai d. NTP.

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Attività esonucleasica 3’-5’ Attività di correzione di bozze

Filamento leader o veloce I nucleotidi vengono addizionati in modo Continuo sull’estremo 3’

Dna. B- Modello a trombone

COSA ACCADE ALL’ANSA QUANDO IL FRAMMENTO DI OKAZAKI E’ COMPLETATO? IL COMPLESSO NUCLEO DELL’ENZIMA E PINZA SCORREVOLE SI DISSOCIA RILASCIANDO L’ANSA E DIVENTANDO, QUINDI, LIBERO DI RIASSOCIARSI SU UN’ALTRO SITO

Fedeltà della replicazione • Controllo presintetico • Correzione di bozze

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