DNA Materiale Genetico

LA SCOPERTA CHE IL DNACOSTITUISCE IL MATERIALE GENETICO Nei cromosomi sono presenti sia DNA che proteine.Qual’è il materiale genetico? Gli esperimenti di Griffith La deduzione che Griffith fece dai suoi esperimenti fu che un “principio trasformante” è passato dai batteri virulenti uccisi al calore ai batteri non virulenti vivi, rendendoli virulenti Il effetti, le cose stavano proprio così, ma egli non fu in grado di identificare la natura chimica di tale “principio trasformante”, cioè se si trattava di proteine o di DNA Tuttavia, avrebbe potuto escludere le proteine, in quanto i batteri virulenti erano stati uccisi al calore; pertanto, le proteine erano state denaturate Gli esperimenti di Griffith furono la base per le scoperte di Avery. Trattando l’estratto acellulare di batteri virulenti uccisi al calore (che continuava ad avere attività “trasformante”) con proteasi, amilasi, lipasi, DNAasi ed RNAasi, l’attività “trasformante” si perdeva solo se i campioni venivano trattati con DNAasi Gli esperimenti di Hershey & Chase La regola di Chargaff Il modello di Watson & Crick:- elica destrorsa a doppio filamento- diametro uniforme- con due filamenti antiparalleli Scheletro zucchero-fosfato con basi azotate verso l’interno Filamenti antiparalleli: ogni filamento presenta un’estremità con un fosfato libero (legato in posizione 5 allo zucchero del proprio nucleotide) ed un’estremità con lo zucchero con un –OH libero in posizione 3. I due filamenti hanno direzione opposta. La complementarietà tra le basi Le ipotesi di replicazione Gli esperimenti di Meselson e Stahl. L’N15 (pesante) rende le molecole più dense di quelle contenenti l’N14. Il DNA fu fatto centrifugare in una soluzione di CsCl, che presenta una densità simile a quella del DNA. La centrifugazione fa sedimentare il Cs non uniformemente, ma in modo da formare un gradiente di concentrazione. Le molecole di DNA sedimentano ad un livello della provetta secondo la loro densità, in rapporto alla concentrazione del Cs. Duplicazione del DNA. Un filamento 3 → 5 fa da stampo; il filamento crescente viene sintetizzato, inserendo nucleotidi con basi azotate complementari a quelle dello stampo. I nucleotidi si legano, tramite il loro gruppo fosfato, con l’-OH libero dello zucchero del filamento crescente (crescita in direzione 5 → 3) La duplicazione non inizia ad un estremo del filamento, ma in zone del doppio filamento in cui si formano le “forche di replicazione”.Le forche di replicazione si originano per azione delle elicasi, enzimi che separano i due filamenti. Per la prosecuzione della duplicazione è necessario l’intervento di un enzima, la primasi, che, utilizzando ribonucleotidi, sintetizza un RNA complementare alle prime basi del filamento stampo, il primer. Elicasi e primasi fanno parte dell’aggregato proteico che controlla la replicazione, detto primosoma. Successivamente, la DNA polimerasi δ prosegue la sintesi del filamento, aggiungendo desossiribonucleotidi all’RNA primer. La polimerasi è in grado di sintetizzare solo filamenti5 → 3, leggendo uno stampo 3 → 5. Dunque può leggere solo uno dei due filamenti, l’altro no, essendo antiparallelo al primo (stampo 5 → 3). Il filamento 5 → 3 viene letto in modo discontinuo, frammentario, a 100-200 nucleotidi per volta, in senso inverso lungo la forca di replicazione, in direzione 3 → 5. Per ogni frammento (frammento di Okazaki), è sempre necessario l’intervento della primasi con la sintesi di RNA primer. Il filamento 3 → 5 viene detto “filamento guida” (leading);il filamento 5 → 3 viene detto “filamento ritardato” (lagging). Terminata la sintesi del frammento di Okazaki, l’RNA primer viene rimosso e sostituito con DNA dalla DNA polimerasi I (enzima di Kornberg).I diversi frammenti sono poi uniti da una ligasi