Mappa concettuale e riassunto Duplicazione DNA
Mappa concettuale
La replicazione del DNA è un processo cruciale per la vita, che permette la duplicazione esatta del materiale genetico in vista della divisione cellulare. Questo meccanismo coinvolge enzimi come l'elicasi e la DNA polimerasi, e prevede la formazione di bolle di replicazione e la sintesi di nuovi filamenti complementari. La comprensione di questo processo è fondamentale per lo sviluppo di terapie contro malattie genetiche.
Riassunto
Schema
Principi Fondamentali della Replicazione del DNA
La replicazione del DNA è un processo biologico cruciale che consente la duplicazione del materiale genetico prima della divisione cellulare. Questo processo inizia con l'apertura della doppia elica del DNA, operazione compiuta dall'enzima elicasi, che separa le due catene di nucleotidi. Successivamente, enzimi specializzati sintetizzano nuove catene di DNA complementari alle catene stampo. La fedeltà di questo processo è vitale per la conservazione delle caratteristiche ereditarie e per la prevenzione di mutazioni che potrebbero portare a malattie.Inizio della Replicazione: La Bolla di Replicazione
La replicazione del DNA inizia con la formazione di una bolla di replicazione, dove l'elicasi scinde i legami idrogeno tra le basi azotate, permettendo alle due catene di DNA di separarsi. Questa bolla presenta due forcelle di replicazione che si allontanano progressivamente l'una dall'altra man mano che la replicazione avanza. Proteine stabilizzatrici si legano ai filamenti di DNA separati per prevenire la formazione di strutture secondarie e facilitare l'accesso degli enzimi replicativi.Il Ruolo delle Proteine nella Replicazione del DNA
La replicazione del DNA coinvolge un insieme di enzimi e proteine con funzioni specifiche. L'elicasi apre la doppia elica, mentre la DNA polimerasi aggiunge i nucleotidi complementari per formare le nuove catene. Le proteine leganti il filamento singolo (SSB) proteggono i filamenti di DNA non appaiati. L'enzima primasi produce un breve innesco di RNA, necessario per la DNA polimerasi per iniziare la sintesi del nuovo filamento di DNA.Sintesi dei Nuovi Filamenti di DNA
La DNA polimerasi sintetizza i nuovi filamenti di DNA, ma può farlo solo in direzione 5'→3', richiedendo un innesco di RNA fornito dalla primasi. Questo innesco è esteso dalla DNA polimerasi che aggiunge nucleotidi complementari al filamento stampo. Nel filamento guida, la sintesi è continua, mentre nel filamento ritardato avviene in modo discontinuo, attraverso la produzione dei frammenti di Okazaki.Asimmetria nella Sintesi dei Filamenti di DNA
La replicazione del DNA procede in modo asimmetrico: il filamento guida è sintetizzato in modo continuo, mentre il filamento ritardato è composto da frammenti di Okazaki. Questi frammenti sono poi connessi dalla DNA ligasi per formare un filamento continuo. Gli inneschi di RNA sono rimossi e sostituiti con DNA dalla DNA polimerasi I in E. coli (o da un meccanismo simile negli eucarioti), garantendo l'integrità della sequenza nucleotidica.Importanza e Regolazione della Replicazione del DNA
La replicazione del DNA è un processo essenziale e altamente regolato che assicura la corretta trasmissione dell'informazione genetica durante la divisione cellulare. Ogni enzima e proteina ha un ruolo specifico e critico nel processo. La comprensione approfondita di questi meccanismi è fondamentale per la biologia molecolare e per lo sviluppo di interventi terapeutici contro le malattie genetiche.
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Bolla di duplicazione
In corrispondenza di sequenze dette origini di duplicazione
iinizialmente si vengono a creare delle forcelle di duplicazione
Le bolle si uniscono e separano il doppio filamento
Si creano due copie del dna di partenza
Le proteine i loro compiti
Single sterno binding protein
Proteine che si legano ai filamenti per evitare che si riassocino tra loro
DNA polimerasi
Enzimi responsabili della duplicazione del DNAPuò però solamente aggiungere nucleotidi ad un filamento preesistente
RNA primasi
Sintetizza un primer: un breve filamento di RNA complementare allo stampo
Elicasi
Enzima che svolge la doppia elica, quindi i legami a idrogeno che tenevano uniti i due filamenti di DNA
Filamento lento
RNA primasi sintetizza un primer
DNA polimerasi sintetizza un tratto di DNA
Frammento di Okazaky
I primer (sequenze di RNA) vengono sostituiti da una DNA polimerasi
DNA ligasi
Unisce i frammenti di DNA neo-sintetizzati
Duplicazione DNA
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00
Durante la replicazione, la doppia elica si ______, le due catene si ______ e si formano nuove catene ______.
srotola
separano
complementari
01
Enzima che svolge il DNA
Elicasi: rompe i legami idrogeno tra le due eliche di DNA, permettendo lo svolgimento.
02
Struttura formata dallo svolgimento del DNA
Bolla di replicazione: regione dove le due eliche di DNA si separano per la sintesi di nuovi filamenti.
