LA REPLICAZIONE DEL DNA: tre modelli di replicazione del DNA

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1 LA REPLICAZIONE DEL DNA: tre modelli di replicazione del DNA

2 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

3 ESPERIMENTO DI MESELSON E STAHL

4 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

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

6 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

7 Le DNA polimerasi di Escherichia coli

8 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.

9 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

10 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

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

12 In sintesi:

13 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

14 Fine della replicazione: la ligasi
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15 Fine della replicazione
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16 Le proteine chiave per la replicazione sono strettamente associate a formare una macchina replicativa

17 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: basi al minuto Drosophila: basi al minuto Topo: 2200 basi al minuto

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