DNA
Il DNA (o acido desossiribonucleico) è la molecola che trasporta l’informazione genetica in tutte le forme di vita cellulari e alcuni virus. Appartiene a una classe di molecole chiamate acidi nucleici, che sono polinucleotidi-cioè lunghe catene di nucleotidi.
Ogni nucleotide è costituito da tre componenti:
La spina dorsale del polinucleotide è una catena di molecole di zucchero e fosfato., Ciascuno dei gruppi dello zucchero in questa spina dorsale del fosfato dello zucchero è collegato ad una delle quattro basi azotate.
Filamento di polinucleotidi
La capacità del DNA di immagazzinare – e trasmettere – informazioni sta nel fatto che consiste di due filamenti di polinucleotidi che ruotano l’uno intorno all’altro per formare un’elica a doppio filamento. Le basi si collegano attraverso i due trefoli in modo specifico utilizzando legami idrogeno: citosina (C) coppie con guanina (G) e adenina (A) coppie con timina (T).,
Doppio filamento di polinucleotidi
La doppia elica della molecola di DNA completa assomiglia a una scala a chiocciola, con due dorsali di fosfato di zucchero e le basi accoppiate al centro dell’elica. Questa struttura spiega due delle proprietà più importanti della molecola. In primo luogo, può essere copiato o ‘replicato’, in quanto ogni filo può fungere da modello per la generazione del filo complementare. In secondo luogo, può memorizzare informazioni nella sequenza lineare dei nucleotidi lungo ciascun filamento.,
Elica di DNA che mostra basi azotate
È l’ordine delle basi lungo un singolo filamento che costituisce il codice genetico. L ‘”alfabeto” di quattro lettere di A, T, G e C forma “parole” di tre lettere chiamate codoni. Codoni individuali codice per aminoacidi specifici. Un gene è una sequenza di nucleotidi lungo un filamento di DNA – con codoni “start” e “stop” e altri elementi regolatori-che specifica una sequenza di aminoacidi che sono collegati tra loro per formare una proteina.,
Quindi, ad esempio, il codone AGC codifica per l’aminoacido serina e il codone ACC codifica per l’aminoacido treonina.
Ci sono due punti da notare sul codice genetico:
- È universale. Tutta la vita sulla Terra usa lo stesso codice (con poche eccezioni minori).
- È degenerato. Ogni amminoacido può essere codificato da più di un codone. Ad esempio, AGA e AGG codificano entrambi per l’aminoacido arginina.
Una tabella codone stabilisce come i codoni tripletta codice per aminoacidi specifici.,
Replicazione del DNA
L’enzima elicasi rompe i legami idrogeno che tengono insieme i due trefoli ed entrambi i trefoli possono quindi fungere da modelli per la produzione del filo opposto. Il processo è catalizzato dall’enzima DNA polimerasi e include un meccanismo di correzione delle bozze.
Geni
Il gene è l’unità fisica e funzionale di base dell’ereditarietà. Consiste in una sequenza specifica di nucleotidi in una data posizione su un dato cromosoma che codifica per una specifica proteina (o, in alcuni casi, una molecola di RNA).,
i Geni sono composti da tre tipi di sequenza nucleotidica:
- regioni codificanti, chiamati esoni, che specificare una sequenza di aminoacidi
- regioni non codificanti, chiamate introni, che non si specifica aminoacidi
- sequenze regolatrici, che giocano un ruolo nel determinare quando e dove la proteina è fatto (e quanto è fatto)
I componenti strutturali di un gene
per saperne di più su di espressione genica e di regolamento
Un essere umano è di 20.000-25.000 geni localizzati sul 46 cromosomi (23 coppie)., Questi geni sono noti, collettivamente, come il genoma umano.
Cromosomi
Cromosomi eucariotici
L’etichetta eucariota è presa dal greco per “vero nucleo”, e gli eucarioti (tutti gli organismi tranne virus, Eubatteri e Archaea) sono definiti dal possesso di un nucleo e di altri organelli cellulari legati alla membrana.
Il nucleo di ogni cellula nel nostro corpo contiene circa 1,8 metri di DNA in totale, anche se ogni filamento è meno di un milionesimo di centimetro di spessore., Questo DNA è strettamente imballato in strutture chiamate cromosomi, che consistono in lunghe catene di DNA e proteine associate. Negli eucarioti, le molecole di DNA sono strettamente avvolte attorno alle proteine-chiamate proteine istoniche-che forniscono supporto strutturale e svolgono un ruolo nel controllo delle attività dei geni. Un filamento lungo da 150 a 200 nucleotidi viene avvolto due volte attorno a un nucleo di otto proteine istoniche per formare una struttura chiamata nucleosoma. L’ottamero dell’istone al centro del nucleosoma è formato da due unità ciascuno degli istoni H2A, H2B, H3 e H4., Le catene degli istoni sono arrotolate a loro volta per formare un solenoide, che è stabilizzato dall’istone H1. L’ulteriore avvolgimento dei solenoidi forma la struttura del cromosoma corretto.
Ogni cromosoma ha un braccio p e un braccio Q. Il braccio p (dalla parola francese ‘petit’, che significa piccolo) è il braccio corto, e il braccio q (la lettera successiva dell’alfabeto) è il braccio lungo. Nella loro forma replicata, ogni cromosoma è costituito da due cromatidi.,
Cromosoma unraveling per mostrare gli accoppiamenti di base del DNA
I cromosomi – e il DNA che contengono – vengono copiati come parte del ciclo cellulare e passati alle cellule figlie attraverso i processi di mitosi e meiosi.
Per saperne di più sul ciclo cellulare, mitosi e meiosi
Gli esseri umani hanno 46 cromosomi, costituiti da 22 coppie di autosomi e una coppia di cromosomi sessuali: due cromosomi sessuali X per le femmine (XX) e un cromosoma sessuale X e Y per i maschi (XY)., Un membro di ogni coppia di cromosomi proviene dalla madre (attraverso la cellula uovo); un membro di ogni coppia proviene dal padre (attraverso la cellula spermatica).
Una fotografia dei cromosomi in una cellula è nota come cariotipo. Gli autosomi sono numerati 1-22 in ordine decrescente.
Cariotipo di un maschio umano
Cromosomi procarioti
I procarioti (in greco “prima del nucleo” – inclusi Eubatteri e Archaea) mancano di un nucleo discreto e i cromosomi delle cellule procariote non sono racchiusi da una membrana separata.,
La maggior parte dei batteri contiene un singolo cromosoma circolare. (Ci sono eccezioni: alcuni batteri – per esempio, il genere Streptomyces-possiedono cromosomi lineari, e Vibrio cholerae, l’agente eziologico del colera, ha due cromosomi circolari.) Il cromosoma-insieme ai ribosomi e alle proteine associate all’espressione genica – si trova in una regione del citoplasma cellulare nota come nucleoide.
I genomi dei procarioti sono compatti rispetto a quelli degli eucarioti, in quanto mancano di introni e i geni tendono ad essere espressi in gruppi noti come operoni., Il cromosoma circolare del batterio Escherichia coli è costituito da una molecola di DNA lunga circa 4,6 milioni di nucleotidi.
Oltre al cromosoma principale, i batteri sono anche caratterizzati dalla presenza di elementi genetici extra-cromosomici chiamati plasmidi. Queste molecole di DNA circolari relativamente piccole di solito contengono geni che non sono essenziali per la crescita o la riproduzione.
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