Transcript duplicazione e telomeri

Precisazioni duplicazione
DNA
RNA innesco
Gli enzimi nei procarioti
Gli enzimi negli eucarioti
Telomeri
Duplex ibrido
RNA-primer (primasi): inserisce un innesco di RNA
allo stampo di DNA (si crea un doppio filamento
ibrido DNA-RNA: duplex ibrido). L’estremità 3’
del filamento di RNA reca un gruppo ossidrilico
libero che serve come primo accettore di un
nucleotide per l’azione della DNA-polimerasi
RNA innesco: continuamente sintetizzato nella
forcella di replicazione sul filamento lento,
mentre per il filamento guida serve soltanto una
sequenza di RNA all’origine della duplicazione
È presente un RNA innesco inserito all’inizio della
duplicazione
Duplex ibrido
DNA polimerasi III (procarioti)
catalizza l’allungamento del DNA utilizzando quale
accettore del primo nucleotide il gruppo ossidrilico
in 3’ dell’innesco di RNA. Polimerasi 5’ 3’
corregge le bozze – proofreading – con l’azione di
esonucleasi 3’  5’. Ogni volta che aggiunge un
nuovo nucleotide, la dna polimerasi si assicura che
l’appaiamento tra il nucleotide aggiunto e la base
complementare sullo stampo sia corretto.
Per la sopravvivenza di un organismo il DNA deve
essere replicato con il minor numero di errori. Una
non corretta duplicazione potrebbe causare
mutazioni letali o deleterie.
DNA polimerasi I (procarioti)
Rimuove gli inneschi di RNA – azione di
esonucleasi 5’3’. Quando la DNA polimerasi III
arriva a contatto con l’RNA innesco viene
sostituita dalla DNA polimerasi I
Sintetizza il nuovo tratto di DNA che sostituisce
l’RNA innesco – polimerasi 5’3’.
Corregge le bozze – proofreading – con l’azione di
esonucleasi 3’  5’.
DNA ligasi (procarioti)
Catalizza legame tra il gruppo fosfato all’estremità 5’
del nucleotide inserito dalla DNA polimerasi III e il
gruppo ossidrilico all’estremità 3’ inserito dalla DNA
polimerasi I
Schema riassuntivo
Replicazione del DNA negli eucarioti:
La comprensione non è del tutto completa.
Presenza di molti punti di origine della
duplicazione
RNA innesco eliminato dalla Rnasi H, anziché dalla
DNApolimerasi I
Esistono 5 tipi di DNApolimerasi
pol α: funzione di primasi, avvia sintesi DNA
pol δ: allunga filamento guida e frammenti di
Okasaki
pol β e ε: corregge bozze
pol γ: replica DNA mitocondriale
Telomeri
Porzioni finali di Dna (sequenza di nucleotidi
ripetuta fino a 2500 volte) non codificante che per come agisce la Dna-polimerasi - si accorciano
a ogni duplicazione.
Sono la causa della morte della cellula, oltre un
dato numero di duplicazioni i telomeri finiscono e
il Dna non si puo’ più duplicare.
Lo studio sui telomeri e sugli enzimi che
catalizzano la loro ricostruzione può contribuire a
comprendere come allungare la vita delle cellule e
come controllare la continua duplicazione delle
cellule tumorali.
Dopo l’eliminazione dell’innesco di RNA
dall’estremità 5’ del filamento lento, non c’è modo
di riempire di DNA il vuoto che resta. L’enzima può
aggiungere un nucleotide a un frammento di DNA
già presente.
I telomeri sono sequenze ripetitive di T e di G
appaiate con sequenze complementari di A e di C.
All’estremità 3’ sporge un tratto di TG più lungo del
complementare che poi si ripiega su stesso
formando una struttura stabilizzata da proteine che
protegge estremità cromosomi.
Telomerasi
Nelle cellule che subiscono un processo di
invecchiamento, le estremità dei cromosomi
diventano più corti ad ogni divisione. Finché i
telomeri scompaiono del tutto e il DNA viene
degradato con la morte della cellula.
La telomerasi rimpiazza le porzioni perse delle
estremità cromosomiche, portando con sé la
porzione di RNA che serve come stampo a
ricostruire il frammento di DNA.
Azione della telomerasi
Premio Nobel 2009 per la medicina
Elizabeth H. Blackburn,
Carol W. Greider
Jack W. Szostak
Tre ricercatori degli USA che nel 1985 hanno
scoperto i telomeri e l’azione della telomerasi
lavorando alla Università di Berkeley in
California