Il meccanismo di replicazione del DNA Se vi è un filamento di DNA, un enzima, la DNA polimerasi, è in grado di aggiungere un nucleotide alla volta allungando una catena polinucleotidica e utilizzando il filamento esistente come stampo I nucleotidi vengono sempre aggiunti all’estremità 3’, quella in cui l’ultimo desossiribosio del filamento di DNA presenta un gruppo –OH libero

Fin tanto che i due filamenti sono strettamente associati tuttavia la DNA polimerasi, non può agire C’è un altro enzima che si chiama Elicasi e che (come suggerisce il nome) riesce a rompere i legami idrogeno tra le basi azotate e separare le due eliche per un tratto (richiede energia sotto forma di ATP) Si forma così un struttura chiamata forcella di replicazione. All’interno della forcella l’aggiunta di basi avviene in direzione opposta sui due filamenti Data la lunghezza del DNA, negli eucarioti si formano diverse forcelle contemporaneamente. Queste forcelle non sono statiche ma simuovono lungo il filamento aprendosi in avanti e chiudendosi dietro Il DNA quindi non viene replicato come una cerniera che si apre, ma piuttosto come una cerniera che si sia rotta e aperta in vari punti della sua lunghezza

Dentro ciascuna forcella entrambi i filamenti vengono sintetizzati anche se in modo diverso. Uno dei due filamenti viene sintetizzato in modo continuo man mano che la forcella avanza L’altro viene sintetizzato a pezzi che devono essere poi ricuciti

Meccanismi di riparazione del DNA La DNA polimerasi compie diversi errori durante la replicazione scambiando una base con un’altra. Se non venissero corretti ad ogni replicazione alcune centinaia di geni verrebbero modificati. Esiste un altro enzima la DNA polimerasi I (la precedente si chiama DNA polimerasi III ed è leggermente diversa) in grado di fungere da correttore di bozze, ripassando i filamenti e correggendo tutti gli errori tipografici Il meccanismo di riparazione è in grado di distinguere quale dei due filamenti della doppia elica è quello neo-sintetizzato e quindi, in caso di incongruenza tra le basi, correggere l’errore sul nuovo filamento I meccanismi di riparazione non agiscono solo in questo caso ma sono sempre attivi nella cellula per scoprire eventuali alterazioni dell’appaiamento delle basi causati da altri fattori ad esempio per intervento di agenti chimici o fisici

Nonostante i meccanismi di riparo, una volta ogni tanto (un caso su milioni di volte) la base sbagliata rimane al suo posto. Cosa accade quando per errore viene assemblata una base sbagliata (G al posto di A)? Alla generazione successiva a G viene correttamente appaiata C e il cambiamento rimane permanentemente nei discendenti di quella linea Questo evento si chiama MUTAZIONE