Il favoloso viaggio alla scoperta del DNA La struttura del DNA Il favoloso viaggio alla scoperta del DNA

Crick et Watson, 1953 Scoperta della struttura del DNA DNA = POLIMERO DI NUCLEOTIDI Ci sono 4 tipi di nucleotidi : A, T, C e G Come sono attaccati assieme ??? Come si può replicare la molecola del DNA??? Dove si trova l’informazione genetica ?

NUCLEOTIDE Base azotata Gruppo fosfato Zucchero : desossiribosio

Base azotata Desossiribosio Fosfato

Quattro tipi di basi azotate:

Pertanto si hanno 4 nucleotidi: A, T, C et G I nucleotidi si legano gli uni agli altri attraverso lo zucchero (desossiribosio) ed il gruppo fosfato.

Erwinn Chargaff (1947) Se si separa una molecola di DNA si ottengono sempre le stesse quantità: A = T e C = G Si possono avere più AT che CG o l’inverso (questo varia a seconda delle specie), ma si ha sempre lo stesso numero di A rispetto a T e di C rispetto a G. Perchè ?

Ipotesi di Crick et Watson: A si lega con T e C con G: Due legami idrogeno (legami deboli). tre legami idrogeno

Dunque Due catene di nucleotidi possono unirsi l’una all’altra se le loro basi sono complementari (A complementare a T e C complementare a G). Questo è il caso del DNA

L’orientamento fra i legami forma una struttura a doppia elica

Crick et Watson, scoperta della struttura del DNA

Nobel per la medicina nel 1962 attribuito a Crick, Watson e Wilkins Riffrazione ai raggi X della molecola di DNA ottenuta nel 1952 da Rosalind Franklin (1920-1958) e Maurice Wilkins. Nobel per la medicina nel 1962 attribuito a Crick, Watson e Wilkins

In un batterio: 1 sola molecola di DNA ~ 5000 paires de bases 5 milioni di coppie di basi. Lunghezza totale ~ 1,5 mm Batterio E. coli e il suo cromosoma

In una cellula umana : 46 molecole di DNA Ciascuna molecola di DNA si attorciglia su delle proteine (istoni) e forma un cromosoma. DNA Un cromosoma = una molecola di DNA + le proteine su cui si attorciglia. Istoni L‘insieme dei cromosomi forma la cromatina

Cromatina La cromatina rappresenta la forma in cui gli acidi nucleici si trovano nel nucleo di una cellula eucariota.

Spiralizzazione del DNA in un cromosoma eucariotico: La cromatina è formata da DNA avvolto su gruppi di proteine dette istoni (proteine basiche), formando un nucleosoma, e da proteine non-istoniche (proteine neutre o acide); essa è poi ripiegata in vario modo. Doppia elica di DNA (2 nm di diametro) Istoni Linker «Perle di una collana» Nucleosoma (10 nm di diametro) Fibra elicoidale compatta (30 nm di diametro) Superavvolgimento (300 nm di diametro) Cromosoma in metafase 700 nm

50 000 X 150 000 X Fragmento di un cromosoma umano

Porzione del cromosoma 4 Il DNA è stato separato dalle proteine che gli sono normalmente associate.

Genoma umano (tutte le informazioni per fabbricare un umano e renderlo funzionante) : 23 molecole di DNA ~ 1 m di lunghezza se si mettono fianco a fianco ~ 3 miliardi di coppie di basi ~ da 30 000 a 40 000 geni Ogni cellula (ad esclusione dei gameti riproduttivi) contiene due esemplari del genoma umano (dei quali uno deriva dal padre l’altro dalla madre).

"It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material." J. D. WATSON F. H. C. CRICK in "Molecular structure of Nucleic Acids" Nature, Vol 171, page 737, 1953

Il DNA costituisce il materiale ganetico della cellula. Il materiale ganetico di un essere vivente deve : Possedere l’informazione genetica propria della specie Riprodursi con il minor numero di errori possibile Potersi modificare (ma non troppo) Poter essere tradotto in caratteristiche fisiche (fenotipo)