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Questions and Answers
Quale molecola costituisce il genoma presente nelle cellule eucariotiche?
Quale molecola costituisce il genoma presente nelle cellule eucariotiche?
Le cellule di un unico organismo possiedono materiale genetico diverso.
Le cellule di un unico organismo possiedono materiale genetico diverso.
False
Cosa sono i plasmidi nei batteri?
Cosa sono i plasmidi nei batteri?
molecole circolari di DNA a doppia elica separate dal cromosoma principale
Il DNA mitocondriale è circolare e ha solo ____ geni.
Il DNA mitocondriale è circolare e ha solo ____ geni.
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Abbina l'organello con la sua funzione principale:
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Cosa mantiene la distanza costante tra i due filamenti antiparalleli nel DNA?
Cosa mantiene la distanza costante tra i due filamenti antiparalleli nel DNA?
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Quanti legami a idrogeno si instaurano tra adenina e timina? E tra citosina e guanina?
Quanti legami a idrogeno si instaurano tra adenina e timina? E tra citosina e guanina?
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La denaturazione del DNA può avvenire solo per motivi sperimentali.
La denaturazione del DNA può avvenire solo per motivi sperimentali.
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Durante la fase S del ciclo cellulare, la cellula utilizza tutta la propria energia solo per duplicare il proprio __.
Durante la fase S del ciclo cellulare, la cellula utilizza tutta la propria energia solo per duplicare il proprio __.
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Abbina i seguenti concetti sulla replicazione del DNA alle loro descrizioni:
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Cosa fa la metiltransferasi nei batteri durante la duplicazione del DNA?
Cosa fa la metiltransferasi nei batteri durante la duplicazione del DNA?
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Qual è il meccanismo attraverso cui le particelle nucleosomiche vengono assemblate durante la replicazione del DNA?
Qual è il meccanismo attraverso cui le particelle nucleosomiche vengono assemblate durante la replicazione del DNA?
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La duplicazione del DNA negli eucarioti risulta essere strettamente simile a quella dei procarioti.
La duplicazione del DNA negli eucarioti risulta essere strettamente simile a quella dei procarioti.
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Quali sono le caratteristiche delle DNA polimerasi?
Quali sono le caratteristiche delle DNA polimerasi?
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La DNA polimerasi è in grado di sintetizzare un filamento di DNA ex novo.
La DNA polimerasi è in grado di sintetizzare un filamento di DNA ex novo.
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Che cosa è il replisoma?
Che cosa è il replisoma?
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Qual è la funzione delle elicasi?
Qual è la funzione delle elicasi?
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Che cosa sono le SSB?
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Qual è la funzione della primasi?
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Che cosa sono il leading strand e il lagging strand?
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Cosa sono le ARS nei lieviti?
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Cosa significa ACS nella terminologia delle ARS? ARS Consensus ______ di 11 bp.
Cosa significa ACS nella terminologia delle ARS? ARS Consensus ______ di 11 bp.
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La regione ACS nelle ARS è fondamentale per la duplicazione del DNA.
La regione ACS nelle ARS è fondamentale per la duplicazione del DNA.
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Qual è il significato di ORC nel contesto dell'origine di replicazione?
Qual è il significato di ORC nel contesto dell'origine di replicazione?
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Qual è il ruolo della proteina geminin durante la fase G2 della cellula eucariota?
Qual è il ruolo della proteina geminin durante la fase G2 della cellula eucariota?
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Le varianti istoniche influenzano l'accensione delle origini replicative?
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Cosa sono i telomeri?
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La telomerasi allunga il filamento di DNA aggiungendo sequenze non ____________.
La telomerasi allunga il filamento di DNA aggiungendo sequenze non ____________.
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Qual è la proteina fondamentale responsabile di sorvegliare il DNA e segnalare danneggiamenti a suo carico?
Qual è la proteina fondamentale responsabile di sorvegliare il DNA e segnalare danneggiamenti a suo carico?
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La struttura dei telomeri alterata può attivare l'apoptosi o la senescenza delle cellule?
La struttura dei telomeri alterata può attivare l'apoptosi o la senescenza delle cellule?
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Che teoria fu formulata da Leonard Hayflick che correla il numero di divisioni cellulari all'età delle cellule?
Che teoria fu formulata da Leonard Hayflick che correla il numero di divisioni cellulari all'età delle cellule?
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La trascrizione è il processo mediante il quale le informazioni contenute nel DNA vengono copiate e trascritte in una molecola complementare di ______ a singolo filamento.
La trascrizione è il processo mediante il quale le informazioni contenute nel DNA vengono copiate e trascritte in una molecola complementare di ______ a singolo filamento.
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Qual è la funzione della primasi durante la replicazione del DNA?
Qual è la funzione della primasi durante la replicazione del DNA?
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Cosa fa la RNasi H durante la replicazione del DNA?
Cosa fa la RNasi H durante la replicazione del DNA?
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La DNA polimerasi richiama la RNasi H quando incontra il primer successivo.
La DNA polimerasi richiama la RNasi H quando incontra il primer successivo.
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Che enzima riempie il gap tra due filamenti di DNA durante la replicazione utilizzando energia dall'ATP? L'enzima è la ________.
Che enzima riempie il gap tra due filamenti di DNA durante la replicazione utilizzando energia dall'ATP? L'enzima è la ________.
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Abbina le seguenti strutture coinvolte nella replicazione del DNA con le loro funzioni:
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Study Notes
Biologia Molecolare
- Il genoma è l'informazione genetica presente nelle nostre cellule e fa parte di una specie; consiste in una sequenza lineare di desossiribonucleotidi (DNA).
- La molecola di DNA è uguale in tutte le cellule di un organismo, ma le cellule eucariote hanno un cromosoma lineare, mentre le cellule procariote hanno un cromosoma circolare.
- Il genoma è compattato in cromosomi all'interno del nucleo, il quale contiene proteine dette istoni che formano fibre di cromatina.
Trasmissione Orizzontale
- Gli eucarioti hanno DNA extra-cromosomale, ad esempio nei mitocondri, che presenta alcune analogie con il DNA nucleare, ma anche particolarità strutturali e funzionali uniche.
- Il genoma procariote è quasi completamente codificante, mentre il genoma eucariote ha sequenze non codificanti (junk DNA).
Il Paradosso C
- Non esiste una proporzionalità tra la complessità del genoma e la complessità dell'organismo; viene spiegato dal fatto che il junk DNA contiene sequenze regolatrici e RNA regolatori che modulano l'espressione genica.
- Il junk DNA può anche essere responsabile di fattori come orientamento sessuale, capacità di apprendimento e specifici caratteri psicologici.
Struttura del DNA
- Il DNA è composto da desossiribonucleotidi, strutture chimiche formate da uno zucchero pentoso, un gruppo fosfato e una base azotata.
- Le basi azotate sono strutture ad anello, divise in pirimidine e purine.
- La doppia elica si forma grazie all'appaiamento di basi che formano legami a idrogeno tra le basi azotate opposte.
Replicazione del DNA
- La replicazione del DNA è un processo semiconservativo; da una molecola parentale si ottengono due molecole figlie costituite da una elica originale e da una seconda elica che viene sintetizzata ex novo.
- La duplicazione ha inizio in regioni precise chiamate origini di duplicazione, parti del cromosoma ricche di adenina e timina.
- La bolla di replicazione è una regione denaturata che si sposta lungo il genoma con l'avanzamento della forca replicativa.
Differenze tra procarioti e eucarioti
-
I procarioti hanno un DNA circolare, mentre gli eucarioti hanno un DNA lineare.
-
La macchina replicativa procariotica affronta il processo di duplicazione a partire da un'origine che viene riconosciuta dalla macchina replicativa.### Processo di Replicazione del DNA
-
La replicazione del DNA avviene in due fasi: la denaturazione del DNA e la copiatura del filamento parentale.
-
La denaturazione del DNA richiede enzimi chiamati elicasi, che svolgono una funzione essenziale nel processo di duplicazione.
-
Le elicasi aprono il filamento di DNA a livello della forca di replicazione, creando una bolla di replicazione.
Origine di Replicazione
- L'origine di replicazione è una sequenza di DNA altamente specifica, lunga circa 200 paia di basi, caratterizzata da un'alta percentuale di adenine e timine.
- L'origine di replicazione è il punto in cui si legano le elicasi e iniziano a denaturare il DNA.
Processo di Copiatura
- La DNA polimerasi è l'enzima responsabile della copiatura del filamento parentale.
- La DNA polimerasi richiede un innesco (primer) da cui iniziare la sintesi del nuovo filamento.
- Il primer è una corta molecola di RNA sintetizzata dalla primasi.
- La DNA polimerasi aggiunge nucleotidi al primer, formando un nuovo filamento complementare al filamento stampo.
Leading Strand e Lagging Strand
- Il leading strand è il filamento che viene copiato in direzione 5'→3', mentre il lagging strand è il filamento che viene copiato in direzione opposta.
- Il lagging strand richiede la sintesi di più primer e la formazione di frammenti di Okazaki.
Enzimi Coinvolti nella Replicazione
- Le elicasi denaturano il DNA e creano la bolla di replicazione.
- La primasi sintetizza il primer a RNA.
- La RNasi H degrada i primer dopo la sintesi del nuovo filamento.
- La DNA ligasi unisce i frammenti di Okazaki formando un filamento continuo.
Proteina PCNA
- La proteina PCNA è una proteina strutturale che si lega al DNA e recluta la DNA polimerasi.
- La proteina PCNA ha una forma toroidale e utilizza un meccanismo di apertura simile a quello delle elicasi.
- La proteina PCNA è sintetizzata solo durante la fase S del ciclo cellulare e viene utilizzata come marker di proliferazione cellulare.
Topoisomerasi
- Le topoisomerasi sono enzimi che risolvono il problema delle forze torsionali accumulate durante la denaturazione del DNA.
- La topoisomerasi I taglia uno dei filamenti in maniera controllata per permettere lo svolgimento del filamento e risolvere le forze torsionali.### Il processo di duplicazione del DNA
- Il processo di duplicazione del DNA avviene nel sito catalitico dell'enzima, che contiene un residuo di tirosina.
- L'OH al 3' della tiroxina rompe il DNA e lega un'estremità della doppia elica, evitando che il filamento si disperda.
- Le due estremità vengono riavvicinate all'interno del sito catalitico dell'enzima, che catalizza la ri-formazione del legame fosfodiestereo.
Topoisomerasi II
- La topoisomerasi II è un enzima che divide fisicamente le due molecole figlie circolari e identiche.
- L'enzima si lega stabilmente con legame covalente a entrambi i filamenti di DNA e attua un taglio controllato su una delle due eliche.
- Il passaggio della molecola attraverso il nick transiente avviene nella direzione che permette la diminuzione di accumulo di forze torsionali.
Strutture coinvolte nella replicazione
- Complessi enzimatici ELICASI: 2 per origine di replicazione, uno per ciascuna forcella.
- Forcelle di replicazione: 2 per origine, si muovono in direzione opposta.
- Complessi enzimatici DNA polimerasi: 2 per forcella di replicazione, uno sul leading strand e uno sul lagging strand.
Meccanismi di controllo della copiatura
- Selezione e dei nucleotidi in base alla conformazione sterica.
- Attività proof-reading: la DNA polimerasi ha un'attività esonucleasica in direzione 3'→5' che riconosce la base mal incorporata ed erode il filamento neo sintetizzato.
- Sistema di riparazione degli appaiamenti sbagliati: lo Strand-directed mismatch repair system riconosce l'errore puntiforme nel DNA già duplicato e lo rimuove chirurgicamente.
Replicazione negli eucarioti
- La duplicazione del DNA negli eucarioti è simile a quella nei procarioti per quanto riguarda l'insieme degli enzimi di duplicazione e il meccanismo.
- La differenza fondamentale tra la duplicazione negli eucarioti e quella nei procarioti sta nel fatto che la macchina di replicazione negli eucarioti deve superare l'ostacolo della struttura tridimensionale della cromatina.
- La produzione delle proteine istoniche è controllata anche a livello genomico, vistane l'enorme quantità di isoforme.
Ciclo cellulare
- L'entrata della cellula in fase S coincide con il picco di sintesi delle proteine istoniche, per terminare in maniera precisa con il passaggio alla fase G2.
- L'entrata nelle fasi delle singole fasi del ciclo cellulare è regolata da check-points, punti critici a livello dei quali le chinasi si attivano facendo procedere il ciclo cellulare solo in caso fisiologico di integrità del genoma e stato biologico normale.
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Description
Il genoma è l'informazione genetica presente nelle nostre cellule. Consiste in una sequenza lineare di desossiribonucleotidi decodificata allo stesso modo in tutte le cellule di tutti gli organismi.
