Basic HTML Version
La struttura e la duplicazione del DNA
321
una molecola di DNA uguale a quella delle altre
cellule dello stesso organismo.Ma come fa il DNA
a riprodursi uguale a sé stesso?
Il segreto di questo meccanismo risiede nella
complementarità delle basi azotate. La sequenza
delle basi su un filamento di DNA funziona come
uno stampo, che determina la sequenza delle basi
sull’altro filamento.Ad esempio, se la sequenza su
un filamento è ATTGCAT, sull’altro filamento sarà
necessariamente TAACGTA. Prima della divisione
cellulare,un enzima rompe i legami esistenti tra le
basi e i filamenti complementari si separano. La
duplicazione (figura
9
) comincia in diversi
punti del filamento di DNA, detti
origine della
duplicazione
, e procede in entrambe le direzioni
da ognuno dei siti di duplicazione, generando
delle
bolle di duplicazione
.
Il punto in cui i filamenti si separano e viene
sintetizzato il nuovo DNA è, invece, chiamato
for-
cella di duplicazione
. A questo livello ciascun sin-
golo filamento serve da stampo per la sintesi di
un nuovo filamento complementare.
1
9. La duplicazione del DNA (Le frecce rosse indicano la direzione in cui viene sintetizzato il DNA).
5'
OH
3'
5'
5'
3'
3'
5'
3'
P
P
P
P
P
P
P
P
A G
C
A
A T
A G
T
T C
G T A
T C
5'
1'
2'
3'
4'
OH
P
P
P
P
P
P
P
P
1'
4'
5'
2'
3'
1'
4'
5'
2'
3'
5'
1'
2'
3'
4'
bolla di duplicazione
forcella di duplicazione
forcella di
duplicazione
origine di duplicazione
forcella di duplicazione
filamenti complementari
DNA ligasi
DNA polimerasi
DNA polimerasi
filamenti figli
estremità 3’
estremità 5’
(termina con un
gruppo fosfato)
estremità 3’
(termina con
un gruppo
ossidrile –OH)
estremità 5’
bolla di duplicazione
1
2
3
La duplicazione inizia in
varie origini lungo
il filamento di DNA
e procede simultaneamente
in entrambe le direzioni
formando le bolle
di duplicazione.
La molecola di DNA
a doppio filamento si separa
a livello delle basi azotate,
formando una forcella
di duplicazione, e ogni filamento
funge da stampo per i nuovi
filamenti. L’enzima DNA polimerasi
aggiunge nucleotidi liberi
alla crescita dei due nuovi filamenti
complementari al gruppo –OH
dell’estremità 3’. L’enzima DNA ligasi
catalizza i legami tra i frammenti
di DNA sintetizzati in modo
discontinuo.
Ciascun filamento di DNA possiede
una estremità 3’ e una estremità 5’.
Nella doppia elica i due filamenti
sono disposti con un orientamento
antiparallelo e l’estremità 3’ su un filamento
si confronta con l’estremità 5’ del filamento
complementare.
La duplicazione procede in direzione 5’ 3’:
il filamento 5’ 3’ della nuova molecola
è assemblato in maniera continua,
verso il punto di biforcazione, mentre
l’altro, il 3’ 5’ è sintetizzato
in modo discontinuo e i frammenti
vengono uniti dalla DNA ligasi.
Nel punto (2), la figura descrive in che modo si verifica la duplicazione in direzioni
opposte dell’intera molecola di DNA. Perché il processo si svolge in questo modo?
Replicazione
del DNA
Classe
VIRTUALE