LA STRUTTURA DEL DNA Prof.ssa M. Antonietta Muratori

unità fondamentale del DNA Una molecola di ACIDO FOSFORICO A C Lo zucchero DESOSSIRIBOSIO G T Una BASE AZOTATA C NUCLEOTIDE unità fondamentale del DNA UN FILAMENTO DI DNA è una successione di nucleotidi

Le BASI AZOTATE sono 4 ADENINA TIMINA CITOSINA GUANINA Le basi hanno forme complementari a due a due perciò si possono formare solo coppie obbligate: A-T e C-G

A T C G A T G C Il DNA è costituito da 2 filamenti uniti per mezzo delle BASI AZOTATE complementari.

Schematizzando: il DNA è assimilabile ad una scala in cui i corrimano (neri) sono formati dall’acido fosforico e dallo zucchero e i pioli dalle coppie di basi affrontate La scala è poi avvolta a spirale a formare una struttura simile ad una scala a chiocciola. Tale struttura è chiamata ad α - elica

LA DUPLICAZIONE DEL DNA

A T G T A C G C Quando le cellule si riproducono anche il DNA deve duplicarsi. Perché questo avvenga i due filamenti del DNA si separano aprendosi come una cerniera lampo; le basi libere richiamano dal citoplasma le basi complementari, ricostruendo il filamento mancante.

LA DUPLICAZIONE DEL DNA

I CROMOSOMI

IL DNA FORMA I CROMOSOMI che contengono tutte le informazioni per la costruzione di un nuovo organismo. I CROMOSOMI sono contenuti nel nucleo di ciascuna cellula e sono in numero tipico, per ogni specie. Nella specie umana sono 46 (23 coppie perché i cromosomi sono uguali a due a due).

Al microscopio il nucleo della cellula appare pieno di un groviglio di filamenti che costituiscono la CROMATINA. I CROMOSOMI sono visibili, come bastoncini, solo quando la cellula sta per dividersi in quanto la cromatina si spiralizza. La coppia di cromosomi sessuali maschili, XY, fotografati al microscopio elettronico a scansione.

I GENI

Poiché I DUE CORRIMANO DELLA DOPPIA ELICA (ZUCCHERO E FOSFORO) sono sempre uguali, quello che caratterizza il DNA sono le BASI AZOTATE. Ogni 3 basi (TRIPLETTA) costituisce l’informazione per 1 aminoacido (molecola che forma le proteine)

TUTTA LA SUCCESSIONE DI TRIPLETTE CHE SERVONO PER COSTRUIRE UNA PROTEINA (cioè una catena precisa di aminoacidi) si chiama GENE Il GENE è l’insieme di triplette che CODIFICANO una determinata proteina.

IL CODICE GENETICO

LE 64 TRIPLETTE COSTITUISCONO Combinando in tutti i modi possibili le 4 basi in gruppi di 3 (triplette) si ottengono 64 combinazioni diverse LE 64 TRIPLETTE COSTITUISCONO IL CODICE GENETICO Poiché le triplette sono 64 e gli aminoacidi solo 20, ne consegue che più triplette codificheranno lo stesso aminoacido.

IL CODICE GENETICO

LA SINTESI DELLE PROTEINE

LA SINTESI DELLE PROTEINE AVVIENE NEL CITOPLASMA Le informazioni (successione delle basi) devono passare dal nucleo (cromosomi) al citoplasma. I PROTAGONISTI RNA m acido ribonucleico messaggero. E’ costituito da un solo filamento, più corto del DNA. La base Timina è sostituita dalla base Uracile (U). Lo zucchero desossiribosio è sostituito dallo zucchero ribosio. RNA r acido ribonucleico ribosomiale. Forma i RIBOSOMI (situati nel citoplasma). RNA t acido ribonucleico di trasporto. Tasporta gli aminoacidi che servono per costruire le proteine.

LE FASI 1. Le informazioni contenute nel DNA vengono COPIATE (un filamento) dal RNAm che passa dal nucleo al citoplasma. 2. L’ RNAm viene LETTO dai RIBOSOMI 3. Ogni TRIPLETTA LETTA richiama dal citoplasma la TRIPLETTA CORRISPONDENTE del RNAt che trasporta l’aminoacido associato 4. A mano a mano che l’ RNAm viene letto, l’ RNAt porta gli aminoacidi che si UNISCONO fra loro a formare la proteina 5. Una tripletta specifica determina la fine della proteina quando tutte le triplette che la codificano sono state lette dai ribosomi

LA SINTESI DELLE PROTEINE

E LA DUPLICAZIONE CELLULARE I CROMOSOMI E LA DUPLICAZIONE CELLULARE

Le cellule si dividono in SOMATICHE e SESSUALI Quando le cellule si RIPRODUCONO tutti gli organelli devono duplicarsi, anche i CROMOSOMI Le CELLULE SOMATICHE si dividono per MITOSI Le CELLULE SESSUALI si dividono per MEIOSI

Cellula con una coppia di cromosomi omologhi LA MITOSI DA 1 CELLULA SE NE OTTENGONO 2 UGUALI, CON LO STESSO NUMERO DI CROMOSOMI DELLA CELLULA DI PARTENZA.

Cellula con una coppia di cromosomi omologhi LA MEIOSI DA 1 CELLULA SI OTTENGONO 4 CELLULE CON LA META’ DEI CROMOSOMI. La prima divisione è una MITOSI ma i cromosomi, prima di dividersi nelle due cellule, si scambiano dei segmenti (CROSSING OVER). Nella seconda divisione i due cromosomi si separano senza duplicarsi (ma non sono identici ai cromosomi di partenza perché hanno subito il crossing over.

LA TRASMISSIONE DEI CARATTERI EREDITARI LE LEGGI DI MENDEL

IL PROTAGONISTA Johan Gregor Mendel apparteneva ad una famiglia della Slesia parte della Repubblica Ceca di oggi, ma allora parte dell' Impero Austriaco. Figlio unico di un contadino, nacque il 20 luglio 1822. Durante la sua infanzia lavorò come giardiniere, e frequentò l'Istituto Filosofico di Olmutz. Nel 1843 iniziò a studiare nell'abbazia agostiniana di San Tommaso a Brno, dove dimostrò di avere una spiccata predisposizione all'apprendimento, e assunse il nome Gregor al suo ingresso nella vita monastica. Nell'agosto del 1847 ricevette i voti sacerdotali tuttavia, essendo stato assegnato alle attività pastorali, comprese presto di dover intraprendere il cammino dello studio e dell'insegnamento; infatti nel 1849 venne assegnato ad una scuola media di Znojmo, nella città si sottopose all'esame per diventare profesore che superò dopo numerosi fallimenti e bocciature. Nel 1851 fu inviato all‘ Università di Vienna per studiare, e tornò nell'abbazia come professore, principalmente di fisica, matematica e biologia nel 1853. Proprio nell'università sviluppò le sue doti di ricercatore e scienziato, fondamenti della sua attività futura nel monastero di Brno, del quale nel 1868 divenne abate. Mendel amava dedicarsi alla meteorologia (pubblicò diversi lavori a riguardo) e all‘orto dell'abbazia, dove scoprì le caratteristiche variabili delle piante, svelando dopo molti anni di lavoro i meccanismi dell‘ereditarietà. Gregor Mendel, oggi conosciuto un po' impropriamente come "padre della genetica moderna" per compiere i suoi esperimenti coltivò e analizzò durante i 7 anni di esperimenti circa 28.000 piante di piselli; successivamente impegnò un biennio per elaborare i suoi dati che portarono a due generalizzazioni che divennero in seguito famose come Leggi dell’Ereditarietà di Mendel, tuttavia il lavoro venne riconosciuto dalla comunità scientifica solo dopo la sua morte. Dopo una tranquilla e devota vita si spense il6 gennaio 1884.

Perchè le piante di pisello Modalità alternative per diversi caratteri Velocità di sviluppo Forma del fiore Possibilità di effettuare la fecondazione incrociata

Il 1° incrocio

Prima Legge di Mendel o della dominanza Incrociando due individui di razza pura, con caratteri antagonisti, si ottengono ibridi in cui compare uno solo dei due caratteri, quello dominante.

Il 2° incrocio

Seconda Legge di Mendel o della separazione dei caratteri Incrociando gli ibridi i due caratteri antagonisti compaiono separati nel rapporto di 3:1 Prof.ssa M. Antonietta Muratori

Il 3° incrocio

Terza Legge di Mendel o dell' indipendenza dei caratteri Incrociando individui che differiscono per più caratteri, ognuno di questi si trasmette alla discendenza indipendentemente dagli altri, seguendo le prime due leggi.