ACIDI NUCLEICI

Acido Desossiribonucleico (DNA): Conservazione del programma genetico Acido Ribonucleico (RNA): Attuazione del programma genetico

DOGMA CENTRALE L’informazione “scorre” dal DNA al RNA e alle proteine, ma non in senso contrario

(Francis Crick) I

retrovirus

: RNA codifica per il DNA –

trascrizione inversa

Acidi nucleici Polimeri di nucleotidi

NUCLEOTIDI: ZUCCHERO-BASE- P

I nucleotidi:

•

Conservano l’informazione genetica e ne permettono l’espressione

•

Meccanismi di trasferimento di energia ( ATP , GTP )

Adenosina trifosfato

ATP

Nucleotidi legati con legame FOSFODIESTERICO

Scoperta del Principio trasformante 1928 Frederick Griffith 1944 Avery, MacLeod, McCarty: il principio trasformante è DNA 1952 Hershey e Chase: conferma del ruolo del DNA

• Il DNA (non le proteine) del fago entra nel batterio durante l’infezione

DNA

Struttura del DNA

1953 W ATSON E C RICK Due catene polinucleotidiche formano una DOPPIA ELICA ad avvolgimento destrorso Le due catene sono ANTIPARALLELE

DNA tipo B Destrogira Ogni giro 10 coppie di basi DNA tipo Z Avvolgimento sinistrorso Citosine metilate Regolazione della trascrizione

Le basi azotate si uniscono con legami H La sequenza di basi una catena è complementare a quella della catena partner

L’informazione è dovuta alla sequenza delle basi

Stabilità della molecola di DNA a) Scheletri covalenti b) Interazioni idrofobiche tra coppie di basi impilate c) Legami H all’interno di ogni coppia

2 m circa di DNA sono racchiusi in un nucleo di circa 5-8 µm di diametro:

Struttura dei cromosomi eucariotici

Cromatina

•

35% DNA 60% proteine-

• Le proteine si dividono in:

5% RNA a) Istoniche

: basiche, ricche di cariche +

b) Non istoniche

: funzione di controllo dell’espressione genica

Istoni: proteine più conservate in natura; struttura simile con 3 alfa eliche (histon fold) che interagiscono fra loro

ISTONI:

proteine basiche ricche di amminoacidi arginina e lisina

Estremità N-terminali legano DNA e compattano la cromatina Code istoniche possono essere modificate e controllano la struttura della cromatina

Eterocromatina

:cromatina molto compatta 10% del cromosoma interfasico (centromeri e telomeri)

Eucromatina

:cromatina distesa che può essere espressa in proteine

Femmine

: inattivazione cromosoma X

Fibra 30 nm: cromatina condensata Fibra 11 nm cromatina de-condensata

NUCLEO Nel cromosoma interfasico la cromatina è meno compatta del cromosoma mitotico

ANATOMIA DI UN CROMOSOMA

CARIOTIPO: 22 coppie di autosomi (1-22) e 2 cromosomi sessuali I cromosomi veicolano i geni: segmenti di DNA che contengono “istruzioni traducibili in proteine”o trascrivibili in RNA

COME E’ POSSIBILE ACCEDERE RAPIDAMENTE AI GENI SE IL DNA E’ ORGANIZZATO IN CROMATINA?

Variazioni della struttura nucleosomica consentono l’accesso al DNA

COMPLESSI RIMODELLATORI DELLA CROMATINA

: proteine che modificano la struttura dei nucleosomi (usano ATP)

MODIFICAZIONE REVERSIBILE CODE ISTONICHE

• gruppi metile, acetile o fosfato •

Acetilazione istoni

: conformazione aperta e trascrizione attiva •

Deacetilazione istoni

: conformazione chiusa, trascrizione inattiva

• Modificazioni nelle code istoniche, combinate in modo diverso, costituiscono un

CODICE ISTONICO

NON TUTTO IL DNA CONTIENE INFORMAZIONE; ZONE NON CODIFICANTI

RNA: trasferimento e rielaborazione dell’ informazione genica • • • dimensioni variabili relativamente instabili degradati in breve tempo

Ribonucleotidi • ribosio, • basi azotate (A, C, G e Uracile) • il gruppo fosforico

•

rRNA:

RNA ribosomiale, forma ribosomi •

mRNA:

RNA messaggero, porta l’informazione che deve essere tradotta in proteina •

tRNA

: RNA di trasferimento, trasporta gli amminoacidi sul messaggero

•

Piccoli RNA citoplasmatici-scRNA

: componenti di ribonucleoproteine •

Piccoli RNA nucleari-snRNA

: maturazione di mRNA •

Piccoli RNA nucleolari-snoRNA

: maturazione rRNA •

Micro-RNA

: RNA 21-22 nucleotidi, regolano espressione genica