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| _Lind@_ | Posted: 5/5/2010, 14:48 Come si duplica il Dna? Necessita diversi enzimi; che lo aprano , lo facciano rimanere aperto senza che si annodi e poi di richiuderlo. La Dna-Polimerasi è in grado di allungare il polinucleotide però ha bisogno di un oligonucleotide iniziale da leggere perché non sa partire da 0. La Rna-Polimerasi riesce a cominciare da 0 e quindi legge le prime 10 basi, in seguito una endonucleasi . il pezzetto di Rna viene idrolizzato e riutilizzato. ( i materiali di partenza sono deossiribosio, 3 fosfati, e le basi, ogni nucleotide viene legato con il consumo di 2 legami forti, 2 Atp per i legami deossi-fosfato.) la Dna Polimerasi si attacca al punto ori ( ne abbiamo più di 46), visto che ad ogni duplicazione di perde del materiale al punto iniziale, ogni cromosoma ha dei telomeri con sequenze non codificanti che servono a far andare perse quei nucleotidi , altrimenti si perderebbero informazioni vitali. Ad ogni duplicazioni i telomeri si accorciano e questo è una delle cause del invecchiamento. ( le cellule staminali e tumorali sono in grado di allungare i telomeri ETERNITA’ CELLULARE). L’Rna Polimerasi è una famiglia di enzimi che utilizza un singola elica di Dna come stampo per fare l’Rna. Legge da 3->5 e scrive da 5->3, è un processo di Trascrizione perché il messaggio di Dna viene scritto in forma diversa ma con lo stesso linguaggio. L’mRna, l’’Rna messaggero, è una copia più piccola del Dna perché contiene solo le informazioni che servono per far esprimere il gene che serve. I geni che devono essere espressi diventano quindi Open Reading Frame, ovvero punti del Dna in cui ci sia “scritto” attaccati e comincia a scrivere fino ad arrivare ad una sequenza che dica Stop. Quando un gene viene letto, serve solo un’elica, non si formano i frammenti di Okazaki. I nucleotidi sciolti si trovano nel Nucleoplasma. L’Rna viene prodotto a partire da un punto detto Promotore più avanti dell’attacco della polimerasi fino ad una particolare sequenza. Nei procarioti il Dna è a forma di anello, non appena l’Rna viene prodotto, produce subito proteine. Negli eucarioti invece gli spazi sono divisi, l’Rna deve essere modificato: al primo ribonucleotide viene aggiunta una G modificata in 5’ che serve da CAP per evitare che delle ribonucleasi si attacchino, in 3’ viene invece attaccata una sequenza di Adenite ( Codapoli A) perché le esonucleasi potrebbero attaccarsi e distruggerlo. L’mRna viene riciclato ogni volta che non serve più una proteina. Sperimentalmente (appaiando Dna e mRna in un doppia elica ETERODUPLEX) che il Dna si attorcigliava perché aveva pezzi in più rispetto all’mRna. Gli Introni infatti, le parti non in comune, vengono tagliate dall’mRna col processo dello SPLICING , così rimangono solo gli Esoni, che sono le parti che sono da leggere. I Frammenti di Okazaki sono quei frammenti che la Dna-polimerasi, che legge solo 3’->5’ , per leggere il filamento in ritardo, va avanti e poi torna indietro, formando tanti pezzetti che vengono uniti dalle ligasi. Meselson e Stahl hanno fatto duplicare una molecola di Dna in una coltura con isotopi più pesanti e hanno visto che le doppie eliche risultanti avevano un peso intermedio tra quello normale e quello che sarebbe dovuto essere se tutto il Dna fosse stato fatto con molecole più pesanti. Venne centrifugato e si aveva una banda a densità bassa e una alta. Questo perché la duplicazione del Dna è SEMICONSERVATIVA , ovvero che nelle doppie eliche risultanti, una è sempre quella della “mamma”, mentre l’altra è fatta ad hoc. Alcuni amminoacidi sono definiti da una tripletta, altri invece da più sequenze, perché si crede che inizialmente gli organismi viventi avessero meno amminoacidi codificati dalle prime 2 coppie della tripletta. L’unità del codice genetico è detta CODONE, una tripletta di basi, nell’mRna. AUG ( metionina) funge da segnale di inizio negli eucarioti, UGA, UAA,UAG invece sono i codoni stop che fanno terminare la traduzione delle proteine. Sul Dna ci sono particolari sequenze che facilitano l’attracco della Rna-polimerasi, Promotore come la TATA BOX ( sequenza di Timina Adenina). I ribosomi sono la struttura che fa la sintesi delle proteine con l’uso del GTP. Questa azione è svolta dal Rna-Ribosomale ( RIBOZIMI), catalizza la sintesi delle proteine aiutato dalle proteine che costituiscono il ribosoma. I primi ribosomi vengono presi dalla cellula uovo. Hanno 2 subunità MAGGIORE e MINORE separate quando il ribosoma non è attivo. L’mRna si lega alla subunità minore. In quella maggiore abbiamo 3 cavità, siti specifici in cui: si lega il tRna, entrano i nuovi amminoaci ( sito P), si uniscono i due amminoaci ( sito A). Il tRna ha un codone che si adatta a quello del mRna, ANTICODONE , avendo diverse basi anticomplementari sulla stessa elica tende a piegarsi , formando una struttura dimile ad una croce , l’anticodone si trova sull’estremità di un braccio, l’amminoacido si lega da un’altra parte dove c’è la sequenza CCA ( quella che serve). Gli amminoacidi si legano con il tRna con un legame ad altissima energia, ( Fosfoestereo) AMMINOACIL-Trnasintetasi AmAc+ Atp <-> AmAc-AMP + P-P (il pirofosfato tende a diventare 2P con una reazione fortemente esoergonica, quindi l’equilibrio si sposta verso destra) . AmAc-AmP + tRna->AmAc-tRna + AmP I geni sono dunque sequenze di Dna che possono essere trascritte ed eventualmente tradotte per dare origine a Rna o a proteine. Il tRna, chiudendosi, ha una forma più stabile, perché è meno attaccabile dalle nucleasi che agiscono sulle singole eliche. Il tRna si lega alla subunità maggiore, quindi il contatto tra mRna e tRna avviene sulla superficie di contatto tra le due subunità. La sintesi delle proteine avviene in 3 fasi INIZIO) il ribosoma comincia staccato nelle due subunità, quando l’mRna col suo cappuccio riconoscitivo si attacca alla subunità minore, c’è un segnale chimico in 5’ che dice che si può legare alla subunità maggiore dove c’è un particolare sito attivo. Si lega al tRna con l’anticodone UAC. Met-Nh2+ Acido formico-> Formil-metionina + H20. ALLUNGAMENTO) questa condensazione blocca il gruppo carbossile della metionina in modo che il suo gruppo amminico si possa legare con un legame peptidico con quello carbossile dell’amminoacido successivo. ( poi a volte la metionina viene tagliata dalla proteina). La Forml entra nel sito P (in cui sta l’amminoacido che può fare il legame amminico ). Nel sito A invece entra l’amminoacido successivo, nei due siti troviamo i tRna con gli anticodoni giusti dei due amminoacidi consecutivi. Azione chimica. La Gtp catalizzata dai ribozimi fa staccare l’amminoacido dal tRna per legarsi all’altro. Nel sito A entra il tRna con l’anticodone per il primo codone significante dell’Mrna. L’mRna scatta di 3 basi dopo che il l’Amminoacido è passato a quello dal sito P all’A e avviene questo ciclo finchè.. TERMINE) Arriva il codone stop in cui non può attaccarsi un tRna , viene stimolata la produzione di un FATTORE di Rilascio , una proteina che fa staccare le due subunità, la proteina e il t Rna e l’mRna si liberano. MUTAZIONI Sostituzione: capita che a volte una base si comporti in modo anomalo. Se questo avviene in fase non di duplicazione non avviene niente, se avviene in fase di duplicazione questa viene letta come una base diversa perciò la polimerasi farà un’elica anticomplementare diversa , cambiando una base può avvenire una mutazione silente ..oppure una mutazione importante ( anemia falciforme). Oppure può formarsi o perdersi un codone stop. Inserzione/delezione: a volte possono apparire basi in più o in meno, che fanno slittare tutto il sistema di lettura a triplette. I virus sono sistemi che esibiscono caratteristiche simili a quelle dei viventi, ma non sono considerati vivi. Si pensa che siano pezzi di Dna persi per qualche motivo, che sono riusciti a evolvere funzioni che li assomigliassero agli esseri viventi per selezione naturale, quelli che riuscivano a riprodursi sono rimasti. I virus tra di loro non riescono a infettarsi. Non hanno metabolismo, si riproducono con la materia delle cellule che infettano. FAGI –ciclo litico Il virus inietta il Dna attraverso la membrana che produce proteine che bloccano la produzione delle macromolecole necessarie per il batterio e comincia a riprodurre il genoma virale e produrre proteine virali per formare molteplici copie del virus finchè non producono un enzima idrolitico che fa esplodere il batterio. Alcuni virus distruggono il Dna batterico, altri attirano la Dna polimerasi. BATTERIOFAGI –ciclio lisogeno- Si inseriscono nel cromosoma batterico attraverso un crossino-over anomalo chiamandosi PROFAGI , si riproducono con il batterio per mitosi, finchè delle particolari condizioni che necessitano che venga innescato il ciclo litico. Quindi sui geni del virus ci sono informazioni per entrambi i cicli , con un promotore/ proteina che si occupa di spegnere la parte che non serve leggere. FAGI TEMPERATI. Alcuni virus degli eucarioti contengono Rna. Il TMV è un virus del tabacco struttura con proteine a forma di tubulo con dentro Rna. L’Rna viene retrotrascritto in Dna ( trascrizione inversa, Trascrittasi) che poi guida l’infezione della cellula. I batteri hannp una PARASESSUALITA’ perché non si riproducono per via sessuata ma rimescolano il loro patrimonio genetico. -TRASFORMAZIONE: il batterio ingloba Dna esogeno ( anche LGT/HGT). -TRASDUZIONE GENERALIZZATA: il fago T2 infetta una cellula con un ciclo litico, può avvenire che rimanga Dna Batterico che potrebbe girare nelle altre cellule in cui viene tradotto da un batterio all’altro. -TRASDU. SPECIALIZZATA: più probabile nel ciclo lisogeno, i profani si integrano sempre nello stesso posto, è specifico, ( ad esempio vicino ai geni per il lattosio) può avvenire che una volta fatto il ciclo litico il virus si porti via un gene, e magari può rendere una cellula Lac-, Lac+ . -CONIUGAZIONE: Alcuni batteri hanno dei Pili, tra cui uno F più grande, dovuto alla presenza di un plasmide all’interno della cellula che contiene i geni per questa coda. Il plasmide stimola la duplicazione del cromosoma batterico integrati come EPISOMA nel cromosoma batterico stimolando anche il passaggio del cromosoma batterico tra i due batteri uniti per il pilum F. La cellula ricevente fa un crossino-over anomalo per integrare le parti che ha ricevuto ed elimina le sue. Ci sono inoltre i Plasmidi R per la produzione di Resistenze, enzimi contro gli antibiotici. I Plasmidi D invece producono enzimi per altre funzioni ( digestione). I batteri hanno una regolazione molto diversa dalla nostra . Se do da mangiare loro del glucosio e del lattosio essi mangiano il glucosio perché è più semplice da digerire.. ma se invece li lasciamo in una coltura con glucosio e lattosio, quando il glucosio sarà finito, essi cominceranno a mangiare il lattosio. Attivano gli enzimi per catalizzare il lattosio e cominciano a digerirlo. Per fare questo servono 3 proteine : Permeasi ( per far penetrare il lattosio nella cellula), Transacetilasi ( per attivare il lattosio) e la BetaGalattosidasi ( per rompere il legame tra glucosio e galattosio). Queste tre sono in sequenza sul cromosoma batterico ma prima di loro c’è un promotore e un operatore, che costituiscono L’OPERONE. L’operatore però può essere occupata da una particolare proteina chiamata Repressore, prodotta da un gene regolatore, che se legata all’operatore ostacola anche il promotore e quindi non viene letto l’open reading frame. Il repressore ha due siti attivi, di cui uno specifico per il lattosio, quando il sito allosterico viene occupato dal lattosio e quindi si stacca, consentendo la lettura del’ORF. Ci sono regolazioni che funzionano in maniera opposta, l’ORF viene letto solo quando il repressore è legato alla molecola specifica ( triptofano). |