Duplicazione del DNA

Introduzione

• La duplicazione del DNA è un processo essenziale per la riproduzione cellulare.
• Il DNA è una catena di nucleotidi a doppio filamento che contiene le informazioni necessarie per la formazione di un organismo.

Struttura del DNA

• Ogni filamento di DNA è composto da nucleotidi (monomeri) formati da:
  • Un gruppo fosfato
  • Uno zucchero a 5 atomi di carbonio
  • Una base azotata (adenina, guanina, citosina, timina - A, G, C, T)
• Le basi azotate si appaiano secondo un principio specifico:
  • A si appaia con T
  • C si appaia con G

Doppia Elica

• L'unione delle basi azotate forma la struttura a doppia elica del DNA.

Ciclo Cellulare

• Il ciclo cellulare comprende diverse fasi:
  • Fase G1: vita della cellula
  • Fase S: duplicazione del DNA
  • Fase G2: duplicazione degli organelli
  • Fase M: divisione cellulare
• La duplicazione del DNA avviene nella fase S.

Fase S: Duplicazione del DNA

• Durante la fase S, la cellula inizia a replicare il suo DNA per garantire che le cellule figlie contengano la stessa quantità di DNA.
• La replicazione avviene attraverso i seguenti passaggi:
  1. Separazione dei filamenti: effettuata dall'enzima elicasi che crea una "forca di replicazione".
  2. Inizio della nuova catena di DNA: il primer di RNA viene creato dall'enzima primasi, segnando il punto di partenza per la sintesi del nuovo filamento.

Sintesi del Nuovo Filamento di DNA

• L'enzima DNA polimerasi aggiunge basi azotate al nuovo filamento.
  • Può aggiungere basi solo nella direzione 5' -> 3'.
  • Filamento Leader (Leading Strand): viene replicato continuamente.
  • Filamento Lagging (Lagging Strand): viene replicato in segmenti chiamati frammenti di Okazaki.
• Ogni frammento di Okazaki è preceduto da un primer di RNA.
• Alla fine della replicazione, gli enzimi DNA ligasi uniscono i frammenti di DNA, formando una doppia elica continua.

Duplicazione Semi-Conservativa

• Il processo di duplicazione del DNA è definito semi-conservativo poiché ogni molecola di DNA è costituita da un filamento vecchio e un filamento nuovo.

Conclusione

• La duplicazione del DNA è fondamentale per garantire che le cellule figlie abbiano la stessa informazione genetica durante la divisione cellulare.
• La fase S è cruciale in questo processo, seguita dalle fasi G2 e M per completare la divisione cellulare.

Riferimenti

• Video precedenti:
  • Lezione 5: Nucleo e DNA
  • Lezione 6: Ciclo cellulare

Note Finali

• Importanza della comprensione del processo di duplicazione del DNA per lo studio della biologia cellulare.