LA REPLICAZIONE DEL DNA tre modelli di replicazione

LA REPLICAZIONE DEL DNA: tre modelli di replicazione del DNA

ESPERIMENTO DI MESELSON E STAHL (1958): prova speimentale che la replicazione del DNA è semiconservativa Tecnica utilizzata: centrifugazione in gradiente di densità

ESPERIMENTO DI MESELSON E STAHL

La replicazione del DNA è semiconservativa Enzimi coinvolti nella sintesi del DNA: esperimenti di Kornberg; isolamento DNA polimerasi I Quattro componenti sono indispensabili per la sintesi di DNA in vitro: I quattro d. NTP Un frammento di DNA he funga da stampo La DNA polimerasi I Ioni magnesio necessari per la funzionalità ottimale dell’enzima

Il ruolo delle DNA polimerasi: catalizzano l’allungamento di una catena di DNA

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

Le DNA polimerasi di Escherichia coli

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.

Il modello molecolare della replicazione del DNA: inizio della replicazione • Proteina iniziatrice (Dna. A) • SSB (single-strand binding proteins • Elicasi (Dna. B e Dna. C) • Primasi = RNA P Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S. p. A

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

La replicazione procede nelle due direzioni a partire dalla forca replicativa Frammenti di Okazaki

In sintesi:

Filamento leading e filamento lagging occupano entrambe le eliche, in posizioni diverse Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S. p. A

Fine della replicazione: la ligasi

Fine della replicazione

Le proteine chiave per la replicazione sono strettamente associate a formare una macchina replicativa

Nella replicazione di Escherichia coli La DNA polimerasi III: 1. Allunga la doppia elica in direzione 5’— 3’ 2. Controlla l’appaiamento fra basi, e se è imperfetto rimuove l’ultimo nucleotide aggiunto (attività proof-reading) La DNA polimerasi I: 1. Degrada l’RNA nella doppia elica in direzione 5’— 3’ 2. Allunga la doppia elica, estendendo il frammento in direzione 5’— 3’ e rimpiazzando l’RNA stampo La DNA polimerasi II ripara il DNA danneggiato Velocità di replicazione: E. coli: 50000 basi al minuto Drosophila: 2600 basi al minuto Topo: 2200 basi al minuto

Negli Eucarioti, molte bolle di replicazione in ogni cromosoma I cromosomi eucarioti sono lineari, non circolari