Il DNA è composto di nucleotidi legati con legame fosfodiestere, ognuno composto dal desossirobosio (carboidrato pentoso), da una base azotata e un gruppo fosfato.
I nucleotidi sono 4 e le uniche differenze stanno nelle base azotate.
I nucleotidi si possono dividere in pirimidine: citosina (C) e timina (T); purine: adenina (A) e guanina (G).
Nel DNA il numero totale delle purine è uguale al numero delle purine (regola di Chargaff), poiché l'adenina lega con la timina (AT) con 2 legami H e la guanina con la citosina (GC) con 3 legami H. Detto appaiamento complementare delle basi.
La struttura del DNA è a doppia elica (due spirali cilindriche di catene polinucleotidiche affiancate). Il senso del giro è destrorso e i filamenti scorrono antiparalleli: nella stessa direzione, ma con verso opposto.
Le basi azotate sono rivolte all'interno della molecola e si lega con legame H con la base azotate del nucleotide della catena opposta.
Il verso della catena polinucleotidica va da 5' a 3'. Questi numeri si riferiscono alla posizione del C del desossiribosio che lega il gruppo fosfato.
Come si replica il DNA?
La replicazione del DNA è semiconservativa, parte del DNA originale (1/2) viene mantenuto nella replicazione.
La replicazione si svolge in due tappe. 1) Il DNA viene svolto, 2) viene aggiunto il nucleotide complementare.
Un complesso proteico definito complesso di replicazione è incaricato di sintetizzare il nuovo DNA. Il DNA si muove, il complesso di replicazione rimane fermo. All'inizio interviene l'enzima DNA elicasi che separa i legami H delle due catene formando le forcelle di replicazione.
Le DNA polimerasi si occupano di aggiungere i nucleotidi, ma non partono dal nulla, hanno bisogno di un innesco di RNA (primer), sintetizzato dall'enzima primasi.
Alla fine l'enzina DNA topoisomerasi divide i due DNA neosintetizzati che sono intrecciati.
I due filamenti di DNA si sviluppano in maniera differente: tutto il lavoro viene effettuato in un unico verso per cui un filamento detto anticipato è orientato nel verso giusto e i nucleotidi vengono inseriti senza interruzioni. L'altro, detto ritardato, viene completato un pezzo alla volta con segmenti nucleotidici detti frammenti di Okazaki che iniziano con un primer.
La DNA polimerasi I rimuove i primer e li sostituisce con DNA vero e proprio, tra un frammento di Okazaki e l'altro rimangono dei buchi completati dal DNA ligasi.
L'ultima parte del DNA ottenuto da filamento ritardato termina con un segmento che non può assere accoppiato e che quindi viene tagliato, all'estremità del DNA si trova una sequenza di nucleotidi, detti telomeri, che servono per questo.
Come viene riparato il DNA?
Errori durante la replicazione del DNA e la presenza di elementi ambientali possono causare errori di accoppiamento nel DNA.
Esistono 3 tipo di riparazione:
- il meccanismo correttore di bozze agisce durante la replicazione ed è il rifiuto del DNA polimerasi di un nucleotide errato.
- il meccanismo riparatore di disappaiamenti agisce dopo il completamento del DNA neosintetizzato non ancora marcato.
- il meccanismo di riparazione per escissione consiste in enzimi che controllano costantemente il DNA per cercare disappaimenti occorsi per fattori ambientali.
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