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biologia generale e cellulare - Acidi nucleici
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Gli appunti descrivono le basi della genetica molecolare, dai lavori di Miescher, Griffith, Avery, Hershey-Chase fino alla struttura a doppia elica proposta da Watson e Crick. Vengono illustrate la composizione dei nucleotidi, le regole di Chargaff e il ruolo del DNA come materiale genetico stabile. Il testo approfondisce poi l'organizzazione della cromatina in nucleosomi tramite istoni, i meccanismi epigenetici e i livelli di condensazione che portano alla formazione dei cromosomi, evidenziando la complessità del genoma umano.
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- Le acidi nucleici sono macromolecole polimeri lineari di nucleotidi che immagazzinano e trasmettono l'informazione genetica, distinguendosi per struttura (doppia elica per il DNA con desossiribosio, singola per l'RNA con ribosio), stabilità e capacità di duplicazione; la loro storia è segnata dalle scoperte di Miescher sulla nucleina, Griffith sulla trasformazione batterica tra ceppi S e R, Avery che identificò il DNA come agente trasformante, e Hershey-Chase che confermò il ruolo del DNA nei batteriofagi rispetto alle proteine o all'RNA di virus come TMV.
- La struttura chimica dei nucleotidi è composta da uno zucchero pentoso, un gruppo fosfato legato al carbonio 5 e una base azotata legata al carbonio 1, dove le basi del DNA sono adenina, guanina, citosina e timina mentre nell'RNA la timina è sostituita dall'uracile; i nucleosidi derivano dalla rimozione del fosfato e la nomenclatura distingue le forme con desossiribosio (prefisso "d") da quelle con ribosio.
- La formazione della catena polimerica avviene tramite legami fosfodiestere covalenti tra il carbonio 5' di un nucleotide e il 3' del successivo, conferendo direzionalità alla molecola con estremità 5'-PO4 e 3'-OH, mentre la DNA polimerasi catalizza la sintesi scissando i tre fosfati iniziali per lasciare solo il fosfato alfa nella catena nascente che richiede un filamento stampo antiparallelo.
- Le proprietà strutturali del DNA sono definite dalle Regole di Chargaff, secondo cui le basi si appaiano in modo complementare (A=T e G=C) tramite legami idrogeno specifici tra gruppi carbonilici e azoto, e dai dati di cristallografia a raggi X di Franklin e Wilkins che rivelarono la struttura elicoidale destrorsa con ripetizioni ogni 0,34 nm proposta da Watson e Crick nel 1953.
- Il genoma umano aploide contiene circa 3 miliardi di coppie di basi per un totale di 6 miliardi nel diploide, compattati in una lunghezza di circa 2 metri all'interno della cromatina costituita da DNA associato a proteine istoniche e non istoniche che assume gradi diversi di compattezza come eucromatina ed eterocromatina.
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Biologia generale e cellulare · 1° anno · 1° semestre · 7 CFU · BIOS-10/A
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le basi della biologia moderna, con particolare riferimento all'organizzazione degli organismi viventi ed alla loro evoluzione, alla struttura e funzione delle macromolecole biologiche, ai meccanismi di espressione genica, alle interazioni cellulari con l'ambiente…