DNA E RIPARO

Replicazione del DNA

• Il modello semiconservativo di replicazione, dimostrato dall'esperimento di Meselson e Stahl, prevede che ogni nuova molecola di DNA contenga un filamento parentale e uno neo-sintetizzato.
• La replicazione avviene in modo bidirezionale da specifici punti di origine.
• La sintesi del DNA è continua sul filamento guida e discontinua sul filamento in ritardo, producendo i frammenti di Okazaki.

Macchinario di Replicazione

• Topoisomerasi I: Rilassa il superavvolgimento del DNA attraverso rotture e ricongiunzioni temporanee di un filamento.
• Elicasi (DnaB): Srotola la doppia elica separando i filamenti, supportata da DnaA e DnaC.
• Proteine SSB (Single-strand Binding): Stabilizzano i filamenti separati, impedendone la riassociazione.
• Primasi (DnaG): Sintetizza corti primer di RNA per avviare la sintesi del DNA.
• DNA Polimerasi III: Estende i primer, sintetizzando nuovo DNA.
• DNA Polimerasi I: Rimuove i primer di RNA e riempie i gap.
• DNA Ligasi: Unisce i frammenti di DNA adiacenti, formando legami fosfodiesterei.

Danni al DNA

• Il DNA è soggetto a vari tipi di danno, inclusi deaminazione, depurinazione, mutazioni puntiformi, dimeri di pirimidine (es. dimeri di timina indotti dai raggi UV), rotture del filamento e legami incrociati.
• Agenti chimici diretti e indiretti possono alterare la struttura del DNA.
• Gli analoghi delle basi, come il 5-bromouracile, possono indurre errori di appaiamento e mutazioni (es. transizioni AT -> GC).

Riparazione del DNA

• Proofreading (Correzione di bozze): L'attività esonucleasica 3'-5' della DNA polimerasi rimuove nucleotidi errati durante la sintesi.
• Riparazione per Escissione di Base (BER): Rimuove basi danneggiate chimicamente o modificate; coinvolge DNA glicosilasi, AP endonucleasi, DNA polimerasi e ligasi.
• Riparazione dei Mismatch (MMR): Corregge errori di appaiamento non rilevati dalla proofreading, coinvolgendo proteine come MutS, MutL, MutH, elicasi ed esonucleasi.
• Le cellule rispondono ai danni del DNA con meccanismi di riparazione, arresto del ciclo cellulare, replicazione su stampo danneggiato (con potenziale mutazione) o apoptosi.