Flessibilità e struttura del DNA

• Le molecole possono essere usate in diagnostica molecolare.

• I processi alla base dei fenomeni sono collegati con lo sviluppo embrionale.

Siti consigliati

• http://www.cell.com/trends/molecular-medicine/home
• PubMed

Libri di testo consigliati

• Alberts et al., Biologia molecolare della cellula, Zanichelli
• Watson et al., Biologia Molecolare del gene, Zanichelli
• Allison, Fondamenti di Biologia molecolare, Zanichelli
• Craig et al., Biologia Molecolare, Principi di funzionamento del Genoma, Pearson
• Lodish et al., Biologia molecolare della cellula, Zanichelli
• Amaldi et al., Biologia Molecolare, CEA
• Capranico et al., Biologia Molecolare, EdiSES
• Cooper et al., La Cellula un approccio molecolare, Piccin

Summer School, 11-13 settembre

• Verranno trattati infiammazione, sistema immunitario e invecchiamento.
• I modelli di patologia come le sindromi progeroidi o lo studio degli ultracentenari possono aiutare a comprendere gli aspetti molecolari.
• Vanno dalla stabilità genomica alla regolazione epigenetica al funzionamento dei mitocondri.
• Il sistema immunitario gioca un ruolo importante nei processi di invecchiamento.
• Conoscere i meccanismi molecolari per fare prevenzione e sviluppare terapie.

2. Composizione e struttura degli acidi nucleici

• Gli acidi nucleici polimerizzano alto peso molecolare.
• L'idrolisi completa dà le componenti base: basi azotate, zucchero e acido fosforico.

2.1. Struttura primaria degli acidi nucleici

• (puriniche o pirimidiniche)

• Anello eterociclico aromatico con elettroni delocalizzati caratterizza le basi azotate.

• Le basi azotate sono legate allo zucchero tramite legame N-glicosidico tra azoto e carbonio 1'.

• Si definisce nucleotide lo zucchero (deossiribosio)

• nucleoside : deossicitidina

• base pirimidinica citosina (DNA)

Pesimolecolari

• Nucleotide peso molecolare: 300-350 Da

Componenti

• Zucchero + fosfato

• Ribosio: 212 Da

• Deossiribosio: 196 Da

• Base azotata

• Adenina: 135 Da (purinica)

• Citosina: 111 Da (pirimidinica)

• Timina: 126 Da (pirimidinica)

• Guanina: 151 Da (purinica)

• Citosina, per esempio, viene chiamata anche 2-ossi-4-ammino-pirimidina.

• Le coppie di basi standard (G-C, A-T) si formano grazie ai gruppi donatori e accettori di legami a H, ma non sono le uniche.

• Gli atomi dello zucchero vengono numerati con l'apice primo.

• L'RNA, a differenza del DNA, può essere un enzima.

• I tipi di RNA con attività enzimatica si chiamano ribozimi.

• La catalisi del legame peptidico viene esercitata da RNA presenti nel ribosoma con funzione enzimatica.

• L'RNA supporta l'ipotesi che la comparsa della vita sulla terra fosse ad origine molecolare con base a RNA.

• Nucleotide = composizione dello zucchero tramite un legame glicosidico e al gruppo fosforico.

• Se il nucleotide privo del gruppo fosforico questo viene definito nucleoside.

• Ci sono nucleotidi con funzione regolativa (cAMP)

• I nucleosidi vengono usati in chemioterapia (la gemcitabina: analogo della citidina, il nucleoside della citosina).

• Nomenclatura di nucleotidi deriva dalla base di cui sono composti.

• 80 Da sono attribuiti al gruppo fosforico.

Zucchero

• Ribosio nel caso del RNA e desossiribosio nel caso del DNA.
• Il ribosio rispetto al desossiribosio differisce.
• presenza in posizione 2' è alla base della differenza tra le caratteristiche distintive di DNA e RNA.
• Rende l'RNA più suscettibile a degradazione.
• Il carbonio in posizione 2' è legato a due atomi di idrogeno.

Acido fosforico

• Componente di tipo inorganico.
• Si lega al carbonio 5' dello zucchero attraverso legame fosfoesterico.
• Acidi nucleici molecole acide.
• pH fisiologico sono cariche negativamente.
• In una catena polinucleotidica, per ogni gruppo fosforico vi è una carica negativa netta.
• Per contenute stabilmente all'interno delle cellule.
• Gruppi negativi devono essere schermati chimicamente da molecole d'acqua o da ioni monovalenti o bivalenti.
• Nel caso del DNA nel nucleo schermati anche da proteine basiche.
• Interazione tra proteine e acidi nucleici si basa sulla carica elettrostatica.

Proprietà chimico-fisiche degli acidi nucleici

• Le caratteristiche chimiche dipendono dalle componenti.

• Elettroni π

• Elettroni spaiati, delocalizzati che si trovano negli anelli aromatici delle basi azotate.

• Stabilità della doppia elica: elettroni π consentono alle basi di formare legami deboli transitori.

• Legami stacking danno stabilità alla doppia elica.

• La reattività: presenza degli elettroni π rende instabili.

• Agenti chimici o fisici (radiazioni ultraviolette) interagendo con gli elettroni mutazioni.

• Gruppi donatori (amminici) o accettori (chetonici e l'azoto dei legami H.

• Essere chimicamente modificati: possono deaminati, modificati attraverso protoni.

• Proprietà delle basi azotate nel caso in cui un gruppo deaminato, da donatore a accettore.

• Gruppo OH in 2': caso dell'RNA, lo rende suscettibile a degradazione.

• Gruppo fosforico: funzione di carica elettrostatica.

Basi chetoniche e basi amminiche

• Basi azotate

• Gruppi chetonici

• Basi chetoniche o basi ossoniche

• Guaina

• Timina

• Uracile

• Gruppi amminici

• Basi amminiche

• Adenina

• Citosina

• Modificati a seconda delle condizioni ambientali.

• Basi azotate operano in un intervallo tra 4 e 10 pH.

• pH di 4 o superiore a 10, i gruppi chetonici protonati, amminici deprotonati.

• Modifiche che influenzano a idrogeno delle basi azotate.

• Il pH modifica dei gruppi chimici della molecola.

• Stabilità varia se si varia.

• Le caratteristiche dei gruppi accettori di legami idrogeno sono alla base degli accoppiamenti.

• Le coppie di basi più stabili Watson e Crick sono quelle standard/canoniche.

• Citosina presenta due accettori e un donatore a idrogeno.

• Guanina presenta con uno accettore e due come donatori.

• Rendono complementare la coppia G-C.

• Accoppiamenti non standard.

• accoppiamenti delineano all'interno della struttura a doppia elica DNA: A-Te G-C che le basi sui filamenti opposti sono chimicamente stereo-selettive.

• Possibile determinare ad idrogeno del DNA è per il successo come molecola portatrice dell'ereditarietà genetica.

• Regola di determinare un nuovo filamento noto offre un sistema efficace per la stessa sequenza.

• Watson e sono stati trovati a dedurla osservando dei caratteri potesse è comporta.

• Un'efficacia nel mantenimento: stabile mantenimento dell'informazione.

• Molecola DNA doppio mentre una di RNA singolo lo che ha sempre un modo eventuali.Errori o modifiche. DNA non avviene in maniera massiccia, ma 1:10.

• Filamenti complementari della molecola DNA e grande

• Ereditarietà dei caratteri genetici è stata fatta

• La molecola doppia

DNA è elastico

• Derivante dalle caratteristiche degli accoppiamenti stereo deriva un'elasticità, il DNA che può essere denaturato attraverso le diverse coppie azotate per fisici o chimici.

• Denaturati sono in grado per denaturante.

• Anche RNA o comunque sono.

• Incontrare quelle del DNA.

• Meno predisposta è di DNA che formi.

• Servano a schermare aromatici (idrofobici).

• Variano quando sono formati sia o sia nel DNA che nel DNA.

• Formare diverse complessia che che alla dell'mRNA e.

• Si possono tra la a esempio la per esempio per modificando a formare proteine con essere altrettanto importanti.

2.15 il DNA è flessibile

• di DNA oltre sia ed in nucleici possono che.

• Gruppo e legame di rotazione.

• rendono maggiore grandezza DNA.

• la per o in.Il in sono nucleici che instabile modificazioni chimiche delle.

• Mutazioni che replicazione corretta a quella la la sequenza determinato

• I danni sono presenti da modificazioni.

• Per del DNA e sono per escissione.

• Rotture causato dagli o.

• Struttura del DNA si o specie reattive, agenti agenti come raggi.

• L' è nell ma può essere presente.

• Essenziali per la fedeltà e la stabilità.

• Viene si per contrarre al contrario.

• Azic vinsero Nobel

Principali basi pirimidiniche

• Citosina
• Uracile
• Timina
• Numero dei carboni all'interno della pirimidina da una pirimidina.

Tautomeria nelle basi pirimidiniche

• Tutte le basi hanno tautomeria.

• Particolare alla che con un chetonico.

• Possa prototano nel dando enolica.

• Aminicoaminica amminico imminico.

• Equilirio chimico forteneente spostato forma forma ilo che nella.

• Le molecole modificatori dei per la nel la al mitocondriale.

• DNA della o al di le dei del genica.

Basi puriniche

• daun condensazione.

• Atomi azoto nell è la

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• Basi la

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Esplora le caratteristiche strutturali del DNA, come la sua capacità di avvolgersi attorno agli istoni e l'influenza della rotazione attorno ai legami N-glicosidici. Approfondisci il ruolo della flessibilità del DNA e della sua interazione con le proteine regolatrici, essenziali per la sua funzione biologica.