Molecola del DNA ,struttura Duplicazione del DNA mitosi meiosi Trascrizione Sintesi delle Proteine: -differenziamento cellulare -Varie funzioni della cellula

DNA Il DNA o ( Acido Desossiribonucleico) è una molecola presente nel nucleo di tutte le cellule di un essere vivente e contiene tutte le informazioni necessarie alla sua formazione ed al suo funzionamento. La capacità del DNA di essere portatore di informazioni è dovuta alla sua struttura e alla possibilità di produrre copie o dell'intera molecola o di sue parti.

La molecola del DNA La molecola è formata da due lunghe catene unite tra loro ed avvolte a spirale (simile ad una scala a pioli avvolta a spirale). Gli anelli di queste catene sono costituite da due piccole unità dette nucleotidi composte, a loro volta, da un acido, l'acido fosforico, da uno zucchero, il desossiribosio, e da una particolare tipo di molecola detta base azotata. A causa delle loro dimensioni le basi azotate si possono accoppiare solo in un modo: l’ADENINA lega solo la TIMINA (e viceversa) e la GUANINA lega solo la CITOSINA (e viceversa) In questo modo, ad una determinata sequenza di basi sul filamento di destra potrà corrispondere solo e sempre una certa sequenza su quello di sinistra ( e viceversa) guanina citosina

La trascrizione del DNA Il DNA si trova solo dentro al nucleo e le informazioni in esso contenute escono sotto forma di copie di un determinato tratto, l’mRNA in modo che : Si possano fare più copie (rapidità) La copia originale rimanga al sicuro dentro al nucleo

Duplicazione del DNA Prima che una qualsiasi cellula si divida, il suo patrimonio genetico (il DNA) deve essere duplicato in modo che le due cellule che si originano dalla divisione contengano esattamente tutte le informazioni che erano contenute nella cellula madre. Per fare questo è necessario che si formi una copia identica di tutti i cromosomi

Ogni filamento di DNA si può aprire, Volta che i due filamenti sono aperti ciascun filamento può servire da stampo per un nuovo filamento. Le due coppie di filamenti che otteniamo sono identiche al filamento di partenza. l’ADENINA lega solo la TIMINA e la GUANINA lega solo laCITOSINA

Esempio duplicazione della doppia elica A-T e G-C Aggiungi le basi complementari che andranno a formare i nuovi filamenti gane orig fil 1 Gene orig.Fil.2 T A C G Filam.1 Copia Filam.2 T C A G Copia filam 1 Filam. 2 A G T C

Trascrizione del DNA Dopo che la cellula si è divisa inizia la sua vita, deve aumentare le sue dimensioni, poi svolgere la funzione alla quale è destinata (es cell. muscolari produrranno tanta actina e miosina per contrarsi, globuli rossi produrranno emoglobina per trasportare l’ossigeno). Le proteine sono delle macromolecole formate da una serie di 20 AA che si ripetono e vengono sintetizzate ( costruite ) sulla base delle informazioni “scritte” nel DNA

Ogni proteina ha una forma e quindi una struttura particolare che dipende dall’ordine e da che tipo di AA lo formano. Cambiando l’ordine e il numero degli AA si possono formare praticamente infinite varianti (come le note che formano infinite sinfonie) Il DNA viene trascritto in mRNA e poi tradotto in una determina proteina. Ad ogni tripletta ( sequenza di tre nucleotidi)del DNA corrisponde un AA :Codice genetico.

Il tratto che contiene l’informazione per un certo carattere ( GENE ) che deve esprimersi si separa nei due filamenti, su uno di essi si associano in modo complementare le basi: A -U e G-C creando quindi una nuova copia del gene che può uscire dal nucleo lasciando “l’originale” al sicuro, e raggiungere il citoplasma dove verrà sintetizzata la proteina. Questo filamento si chiama m RNA m= messaggero. Al posto della timina c’è l’uracile

mRNA A-U e G-C Aggiungi le basi complementari che andranno a formare il mRNA DNA m RNA A G T C Ad ogni base del DNA corrisponde una ed una sola base del RNA. Si forma così una sorta di fotocopia del gene che deve essere espresso, la quale andrà nel citoplasma dove potrà essere tradotta in una proteina.

Traduzione del mRNA in proteina mRNA corrispondente ad un determinato gene arriva nel citoplasma t-RNA specifico per una certa tripletta lega l’AA corrispondente che viene legato all’AA successivo portato da un altro t-RNA

Le mutazioni Mutazione= cambiamento a livello di geni Le mutazioni genomiche riguardano un aumento o una diminuzione del numero dei cromosomi tipici di una determinata specie.es la sindrome di Down che è causata dalla trisomia del cromosoma 21 ( ci sono3 cromosomi 21 invece di due) Mutazione genica; quando in un gene una base cambia (può venire aggiunta, tolta, sostituita). Può essere dovuta dal caso, ma sono eventi molto rari, oppure essere dovuto ad un agente mutageno ossia una sostanza che fa aumentare la frequenza degli errori.

Effetti delle mutazioni Neutro, quando questo cambiamento nelle basi non determina una sostanziale variazione nella proteina. Vantaggiosa, quando la sostituzione della base determina una variazione che però risulta vantaggioso per l’individuo in quel determinato ambiente. E’ la base dell’evoluzione, cioè la causa della diversità degli esseri viventi. Es farfalle Svantaggiose, quando l’alterazione della sequenza determina un malfunzionamento della proteina, può essere più o meno grave.

mitosi La mitosi è il processo attraverso il quale una cellula si divide in due cellule figlie che risultano geneticamente e morfologicamente identiche tra loro e alla cellula madre. La mitosi è preceduta dalla interfase durante la quale si ha la duplicazione del DNA e dei cromosomi che da 2n divengono quindi 4n.

Fasi della mitosi PROFASE : I filamenti di DNA si organizzano in strutture dall’aspetto di bastoncelli, i cromosomi. Ogni cromosoma possiede una strozzatura, che viene detta centromero. La duplicazione del DNA è già avvenuta. Nella tarda profase (prometafase) il nucleolo scompare. METAFASE : La membrana nucleare gradualmente scompare e i cromosomi restano liberi nel citoplasma, mentre i centrioli si sdoppiano e migrano in direzione opposta, formando un fascio di fibre che assume la forma di un "fuso", il cosiddetto fuso mitotico. Le coppie di cromatidi si muovono su un piano immaginario che taglia a metà la cellula detto piano equatoriale. In questa fase i cromosomi raggiungono il massimo grado di visibilità al microscopio, a causa della loro forte spiralizzazione. Ciò ne facilita l'osservazione. ANAFASE : Nell’anafase i due cromatidi di ciascun cromosoma si separano e si spostano uno verso un polo della cellula e l’altro verso il polo opposto. In questo modo ciascuna metà cellula riceve un uguale numero di cromatidi. TELOFASE : Ciascun gruppo di cromatidi viene circondato da una nuova membrana nucleare, quindi i cromatidi cominciano a decondensarsi e a formare i due nuclei figli. In ciascuna cellula figlia compare anche il nucleolo. Alla fine di questa fase ciascuna cellula figlia avrà una copia di ciascun cromosoma e, quindi, un patrimonio cromosomico c

Meiosi La meiosi è un processo caratteristico delle cellule eucariote, essa riguarda unicamente la produzione delle cellule sessuali o gameti degli organismi pluricellulari. Con la meiosi, attraverso un processo piuttosto complesso, una singola cellula diploide, dopo aver replicato una sola volta il suo DNA, da origine a quattro cellule figlie, i gameti appunto, dotate di un patrimonio dimezzato di cromosomi e dette perciò aploidi. La meiosi si differenzia dall'altro processo di divisione cellulare, la mitosi, nella quale si formano due cellule figlie aventi lo stesso patrimonio genetico della cellula madre.