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Questions and Answers
Il DNA è costituito da due filamenti di polinucleotidi, avvolti a spirale, paralleli tra loro.
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False
Qual è la differenza principale tra l'RNA e il DNA?
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Il DNA contiene desossiribosio e timina, mentre l'RNA contiene ribosio e uracile.
Quali sono le basi azotate che costituiscono il DNA?
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Chi ha scoperto la struttura a doppia elica del DNA?
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Cosa sono i geni?
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Quale regola stabilisce che la quantità di adenina è uguale a quella di timina e che la quantità di guanina è uguale a quella di citosina?
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Quali tipi di legami sono presenti tra le basi azotate del DNA?
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L'RNA ha una struttura a doppia elica come il DNA.
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Cosa sono le strutture palindromiche nel DNA?
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Quali sono le tre forme principali del DNA?
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Cosa si intende per 'torsione ad elica' nel DNA?
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La doppia elica del DNA è stabilizzata da legami idrogeno e interazioni di impilamento tra le basi.
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L'RNA è il materiale genetico che eredita il DNA.
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Il DNA è un'unica molecola che può essere trovata in tutte le cellule di un organismo.
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I geni e i codoni sono sinonimi.
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Il DNA è spesso avvolto attorno a proteine chiamate...
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Che cosa sono le mutazioni?
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Cosa succede durante la replicazione del DNA ?
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Quale tipo di RNA è coinvolto nella sintesi delle proteine?
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Quali sono i tipi di RNA che non codificano per proteine?
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Study Notes
Insegnamento di Chimica Biologica e Biologia Molecolare, modulo di Biologia Molecolare, A.A. 2018-2019
- Il corso copre la struttura del DNA.
- I libri di testo consigliati sono: "Biologia Molecolare del Gene" di Watson et al., "Genomi 3" di Brown TA, "Il Gene" di Lewin B., e "Principi di Biochimica di Lehninger" di Nelson e Cox.
Genoma
- Il genoma è l'insieme di tutte le sequenze che costituiscono il materiale genetico di un organismo.
- Include le informazioni ereditarie di un organismo, sia sul DNA cromosomico che su quello degli organelli (mitocondri e cloroplasti).
- Il genoma è fisicamente diviso in molecole di acido nucleico (cromosomi).
- È funzionalmente diviso in geni, che specificano la produzione di proteine o RNA funzionali.
- Il genoma nucleare umano contiene circa 35.000 geni disposti in 46 cromosomi (2N), con 6x10⁹ paia di basi.
- Il genoma mitocondriale umano è una molecola di DNA circolare con 16.569 coppie di basi e 37 geni, presente in più copie (oltre 1000) per cellula, rappresentando lo 0.1-1% del DNA totale.
Tappe della scoperta della funzione e della struttura del DNA
- 1869: Miescher isolò la nucleina (cromatina) dal nucleo delle cellule di sangue.
- 1928: Griffith dimostrò la trasformazione di batteri non virulenti in virulenti attraverso un principio trasformante.
- 1944: Avery, MacLeod, e McCarty identificarono l'acido deossiribonucleico (DNA) come principio trasformante.
- 1952: Hershey e Chase confermarono che il DNA è il materiale genetico.
- 1953: Watson e Crick proposero il modello a doppia elica del DNA.
Diffrazione ai raggi X: Wilkins e Franklin
- Rosalind Franklin e Maurice Wilkins utilizzarono la cristallografia a raggi X per studiare la struttura del DNA.
- I loro dati sull'immagine a raggi X furono fondamentali per Watson e Crick.
La doppia elica di Watson e Crick
- Il DNA è costituito da due catene avvolte a spirale in una doppia elica.
- Le catene sono complementari, con basi azotate appaiate (adenina con timina e guanina con citosina).
- L'ossatura dello zucchero-fosfato forma l'esterno dell'elica e le basi interne.
- Le basi sono unite da legami a idrogeno.
La regola di Chargaff
- Erwin Chargaff stabilì che il numero di basi adenina (A) è uguale al numero di basi timina (T) e il numero di basi guanina (G) è uguale al numero di basi citosina (C) nel DNA.
- Questo rapporto A=T e G=C (regola di Chargaff) è costante in tutte le specie di organismi.
Basi puriniche e pirimidiniche
- Le basi puriniche sono adenina (A) e guanina (G).
- Le basi pirimidiniche sono timina (T), citosina (C) e uracile (U).
L'RNA e DNA
- L'RNA differisce dal DNA per lo zucchero ribosio, invece del desossiribosio, e per la sostituzione della timina con l'uracile.
Legami covalenti nei nucleotidi
- I legami fosfodiesterici collegano i nucleotidi nella catena del DNA e dell'RNA.
- Il gruppo fosforico è unito al carbonio 3' del nucleotide adiacente nella catena.
La struttura del DNA
- Il DNA ha una forma ad elica regolare con un diametro di 20 Å e un passo di 34 Å.
- I legami idrogeno fra le basi appaiate rappresentano la stabilità termodinamica.
- L'impilamento delle basi azotate è determinato dalle interazioni idrofobiche.
- Le basi azotate sono ruotate di 36 gradi rispetto al nucleotide precedente.
- Due solchi sono presenti nell'elica: il solco maggiore (22Å) e il solco minore (12Å)
- L'avvolgimento dell'elica è destrogiro.
Organizzazione strutturale del DNA
- Il DNA è una doppia elica formata da due catene polinucleotidiche antiparallele e complementari.
- Questi filamenti si avvolgono attorno ad un asse e formano l'elica.
- La distanza tra le basi adiacenti lungo l'elica è 3.4 Å e il giro completo 34 Å.
- Le unità costitutive del DNA sono i nucleotidi.
- I legami fosfodiesterici connettono i nucleotidi consecutivamente lungo le catene del DNA e RNA.
- Tutti i legami hanno lo stesso orientamento lungo la catena definendo una polarità (5'-3').
DNA e variabilità
- Il DNA è variabile tra specie diverse ma costante fra individui della stessa specie.
- È in grado di contenere le informazioni genetiche necessarie per caratterizzare una specie.
- Può duplicarsi con grande precisione durante la divisione cellulare.
- Può subire mutazioni, che apportano variabilità genetica e consentono l'evoluzione.
Strutture insolite del DNA
- I palindromi sono sequenze di DNA che sono identiche quando lette in entrambe le direzioni lungo i filamenti.
- Possono formare appaiamenti intracatena producendo strutture come forcine, gemme e cruciformi.
RNA codificante e RNA non codificante
- L'RNA messaggero (mRNA) trasporta le informazioni genetiche per la sintesi proteica dal DNA al ribosoma.
- L'RNA ribosomiale (rRNA) è un componente dei ribosomi.
- L'RNA transfer (tRNA) trasferisce gli amminoacidi ai ribosomi.
- Esistono inoltre altri RNA non codificanti: piccoli RNA nucleari (snRNA), piccoli RNA nucleolari (snoRNA), microRNA (miRNA) e RNA interferenti (siRNA).
Caratteristiche della doppia elica di RNA
- Le sequenze complementari dell'RNA possono formare strutture come forcina, gemma e anse.
- L'appaiamento di basi nell'RNA può verificarsi anche tra sequenze non adiacenti, formando strutture complesse.
Fattori di stabilizzazione della doppia elica
- I legami idrogeno fra le basi complementari sono responsabili della stabilità termodinamica.
- Le interazioni di impilamento fra le basi azotate contribuiscono alla stabilità strutturale.
Torsione elica delle basi azotate
- Le basi azotate, nonostante costituiscano una coppia, ruotano l'una rispetto all'altra come le pale di un'elica.
- I legami idrogeno determinano posizioni e legami tra le basi
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Description
Questo quiz tratta del modulo di Biologia Molecolare del corso di Chimica Biologica per l'anno accademico 2018-2019. Esploreremo la struttura del DNA e il concetto di genoma, comprendendo le sue componenti e l'importanza per gli organismi viventi. Utilizzeremo i testi consigliati per approfondire le conoscenze in merito.
