LA REPLICAZIONE DEL DNA: tre modelli di replicazione del DNA

Tecnica utilizzata:centrifugazione in gradiente di densità ESPERIMENTO DI MESELSON E STAHL (1958): prova speimentale che la replicazione del DNA è semiconservativa Tecnica utilizzata:centrifugazione in gradiente di densità

ESPERIMENTO DI MESELSON E STAHL

La replicazione del DNA è semiconservativa Enzimi coinvolti nella sintesi del DNA: esperimenti di Kornberg; isolamento DNA polimerasi I Quattro componenti sono indispensabili per la sintesi di DNA in vitro: I quattro dNTP Un frammento di DNA he funga da stampo La DNA polimerasi I Ioni magnesio necessari per la funzionalità ottimale dell’enzima

Il ruolo delle DNA polimerasi: catalizzano l’allungamento di una catena di DNA

Allungamento della catena: Le DNA Polimerasi Possono aggiungere un nucleotide all’estremità 3’ libera di una catena di acido nucleico, se dispongono di nucleotidi trifosfati Possono rimuovere un nucleotide all’estremità 3’ o 5’ di una catena di acido nucleico Non possono iniziare la replicazione se non dispongono di una catena con l’estremità 3’ libera Non possono legare fra loro due frammenti di DNA

Le DNA polimerasi di Escherichia coli

Il modello molecolare della replicazione del DNA: inizio della replicazione La denaturazione localizzata del DNA produce quella che viene chiamata una BOLLA DI REPLICAZIONE, cioè una regione del cromosoma dove il DNA è a singola elica e dalla quale la replicazione procede in modo bidirezionale.

Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A Il modello molecolare della replicazione del DNA: inizio della replicazione Proteina iniziatrice (DnaA) SSB (single-strand binding proteins Elicasi (DnaB e DnaC) Primasi = RNA P Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A

Inizio della replicazione: quando una molecola di DNA a doppia elica si srotola per esporre i due filamenti stampo a singola elica per la replicazione del DNA si forma una struttura a forma di Y chiamata FORCA REPLICATIVA

La replicazione procede nelle due direzioni a partire dalla forca replicativa Frammenti di Okazaki

In sintesi:

Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A Filamento leading e filamento lagging occupano entrambe le eliche, in posizioni diverse Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A 13

Fine della replicazione: la ligasi 14

Fine della replicazione 15

Le proteine chiave per la replicazione sono strettamente associate a formare una macchina replicativa

Nella replicazione di Escherichia coli La DNA polimerasi III: Allunga la doppia elica in direzione 5’—3’ Controlla l’appaiamento fra basi, e se è imperfetto rimuove l’ultimo nucleotide aggiunto (attività proof-reading) La DNA polimerasi I: Degrada l’RNA nella doppia elica in direzione 5’—3’ Allunga la doppia elica, estendendo il frammento in direzione 5’—3’ e rimpiazzando l’RNA stampo La DNA polimerasi II ripara il DNA danneggiato Velocità di replicazione: E. coli: 50000 basi al minuto Drosophila: 2600 basi al minuto Topo: 2200 basi al minuto

Negli Eucarioti, molte bolle di replicazione in ogni cromosoma I cromosomi eucarioti sono lineari, non circolari