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La duplicazione del DNA e la sua importanza

La duplicazione del DNA e la mitosi sono processi cellulari fondamentali per la conservazione dell'informazione genetica. Durante la fase S, i cromosomi si duplicano e si organizzano per la divisione cellulare, assicurando che ogni cellula figlia riceva un set completo di cromosomi. Questi eventi sono cruciali per la stabilità genetica e la trasmissione dei tratti ereditari, con un impatto diretto sulla sintesi proteica e le funzioni vitali dell'organismo.

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1

Gli enzimi ______ e DNA polimerasi sono cruciali per aprire e replicare il DNA.

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elicasi

2

Due molecole di DNA identiche si formano, ognuna con un filamento ______ e uno neo-sintetizzato.

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guida originale

3

Struttura di un cromosoma duplicato

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Composto da due cromatidi fratelli uniti da un centromero.

4

Fase della cellula in cui avviene la condensazione del DNA

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Durante la mitosi, prima della separazione dei cromatidi.

5

Numero di cromosomi nelle cellule somatiche umane

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46 cromosomi, organizzati in 23 coppie.

6

Le unità funzionali del DNA, chiamate ______, contengono le istruzioni per produrre ______.

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geni proteine

7

Nell'essere umano, ci sono 22 coppie di ______ e una coppia di cromosomi ______ che sono diversi tra ______ (XY) e ______ (XX).

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autosomi sessuali maschi femmine

8

Il ______ umano è l'insieme dei cromosomi di una persona e può essere osservato con tecniche di ______ cromosomico.

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cariotipo bandeggio

9

Gli ovuli e gli spermatozoi si sviluppano attraverso la ______, un tipo di divisione cellulare che dimezza il numero di ______.

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meiosi cromosomi

10

Dopo la ______, il numero ______ di cromosomi viene restaurato, permettendo la trasmissione dell'informazione genetica alla ______.

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fecondazione diploide prole

11

Funzione dell'mRNA

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Trascrive info genetiche dal nucleo al citoplasma per la sintesi proteica.

12

Ruolo del tRNA

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Riconosce codoni sull'mRNA e trasporta amminoacidi specifici.

13

Componente e funzione dell'rRNA

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Strutturale nei ribosomi, partecipa alla traduzione delle proteine.

14

Le ______ sono essenziali per la vita e hanno ruoli come struttura, enzimi, regolazione e ______.

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proteine trasporto

15

Queste macromolecole sono formate da catene di ______ uniti da legami ______.

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amminoacidi peptidici

16

La sequenza lineare di amminoacidi in una proteina è nota come struttura ______, che si organizza in strutture ______ come α-eliche e β-foglietti.

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primaria secondarie

17

La struttura ______ di una proteina è la sua forma tridimensionale, mentre la struttura ______ è l'unione di più catene polipeptidiche.

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terziaria quaternaria

18

Le proteine non solo svolgono funzioni vitali ma sono anche il prodotto dell'______ genica.

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espressione

Q&A

Ecco un elenco delle domande più frequenti su questo argomento

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La duplicazione del DNA durante la mitosi

La duplicazione del DNA è un processo essenziale che garantisce la trasmissione fedele dell'informazione genetica da una cellula madre alle cellule figlie. Questo evento si verifica durante la fase S del ciclo cellulare, precedente alla mitosi. I cromosomi si despiralizzano e il DNA si apre come una cerniera, separando i due filamenti e rendendo accessibili le basi azotate. Enzimi come l'elicasi svolgono il ruolo di aprire la doppia elica, mentre l'enzima DNA polimerasi aggiunge nuovi nucleotidi complementari alle basi esposte, seguendo la regola della complementarietà delle basi (adenina con timina e citosina con guanina). Il processo è assistito da altri enzimi che legano i frammenti di DNA neo-sintetizzati e correggono gli errori di appaiamento. Alla fine, si formano due molecole di DNA identiche, ciascuna composta da un filamento guida originale e uno neo-sintetizzato, pronte per essere distribuite nelle cellule figlie durante la mitosi.
Microscopio elettronico a trasmissione grigio scuro su tavolo da laboratorio con piastra Petri e gel elettroforetico con bande di DNA illuminate da luce UV.

La formazione dei cromosomi e la conservazione del numero cromosomico

Successivamente alla duplicazione del DNA, le due nuove doppie eliche si condensano e si organizzano in strutture più compatte chiamate cromosomi. Ogni cromosoma duplicato è formato da due cromatidi fratelli, uniti in un punto chiamato centromero. Durante la mitosi, i cromatidi fratelli si separano e si muovono verso i poli opposti della cellula, che si divide per formare due nuove cellule figlie. Ogni cellula figlia eredita un set completo di cromosomi, mantenendo così il numero cromosomico caratteristico della specie. Nell'uomo, ogni cellula somatica possiede 46 cromosomi, organizzati in 23 coppie, inclusa una coppia di cromosomi sessuali. Questa costanza numerica è fondamentale per la stabilità genetica e viene rigorosamente mantenuta attraverso la mitosi.

Il ruolo dei geni e la struttura dei cromosomi sessuali

I geni, unità funzionali del DNA, contengono le istruzioni per la sintesi delle proteine e determinano i tratti ereditari. Nell'uomo, 22 coppie di cromosomi sono autosomi e una coppia è costituita dai cromosomi sessuali, che differiscono tra maschi (XY) e femmine (XX). Il cariotipo umano rappresenta l'insieme dei cromosomi di un individuo e può essere visualizzato attraverso tecniche di bandeggio cromosomico. Le cellule sessuali, ovuli e spermatozoi, si formano mediante la meiosi, un processo di divisione cellulare che riduce il numero di cromosomi a metà e assicura la variabilità genetica. Dopo la fecondazione, il numero diploide di cromosomi viene ripristinato, garantendo la trasmissione dell'informazione genetica alla prole.

L'RNA e la sintesi proteica

L'RNA, o acido ribonucleico, è cruciale per la sintesi proteica. Esso si differenzia dal DNA per la presenza dello zucchero ribosio e della base azotata uracile al posto della timina. L'mRNA trascrive le informazioni genetiche e le trasporta dal nucleo al citoplasma, dove, insieme al tRNA e all'rRNA, partecipa alla traduzione delle proteine nei ribosomi. Il tRNA riconosce specifici codoni sull'mRNA e trasporta gli amminoacidi corrispondenti, mentre l'rRNA è un componente strutturale dei ribosomi. Questo processo di traduzione converte il codice genetico in una sequenza specifica di amminoacidi, dando origine a una proteina.

La struttura e la funzione delle proteine

Le proteine sono macromolecole fondamentali per la vita, con funzioni strutturali, enzimatiche, regolatorie e di trasporto. Sono costituite da catene di amminoacidi legati da legami peptidici. La struttura primaria di una proteina è la sequenza lineare di amminoacidi, che si piega in una struttura secondaria (α-eliche e β-foglietti). La struttura terziaria è la conformazione tridimensionale unica di una singola catena polipeptidica, mentre la struttura quaternaria si riferisce all'assemblaggio di più catene polipeptidiche. La struttura primaria determina la conformazione e la funzione della proteina, che a sua volta è codificata da un gene specifico. Pertanto, le proteine non solo eseguono compiti essenziali ma sono anche il risultato diretto dell'espressione genica.