DNA

Il documento fornisce una panoramica completa della biologia molecolare del DNA, coprendo aspetti fondamentali e processi chiave:

• Storia della genetica: riassume le tappe cruciali, dalla scoperta dei geni come fattori particolati (1865) alla replicazione semiconservativa del DNA (1958) e al sequenziamento del genoma (1997).
• Struttura del DNA:
  • Illustra i costituenti (adenina, guanina, citosina, timina/uracile), distinguendo tra purine e pirimidine.
  • Dettaglia la differenza tra ribosio e 2-deossiribosio e la formazione di nucleotidi come l'AMP.
  • Descrive la struttura a doppia elica del DNA, la complementarietà delle basi (A-T, G-C) e il mantenimento della larghezza costante.
  • Confronta le principali conformazioni del DNA (B-DNA, A-DNA, Z-DNA) per diametro, passo dell'elica, basi per giro e topologia dei solchi.
• Organizzazione genomica e complessità:
  • Analizza il contenuto di DNA del genoma aploide in diversi organismi, evidenziando il paradosso del C-value.
  • Mostra come la complessità del DNA eucariotico si divida in componenti rapidi (ripetitivi), intermedi (moderatamente ripetitivi) e lenti (non ripetitivi) tramite cinetiche di riassociazione (curva Cot).
  • Presenta la struttura gerarchica della cromatina, dalla doppia elica nuda (2 nm) al cromosoma metafasico (1400 nm), passando per nucleosomi e fibre da 30 nm.
• Replicazione del DNA:
  • Spiega i possibili meccanismi di replicazione (semiconservativo, conservativo, dispersivo), con l'esperimento di Meselson e Stahl che supporta la replicazione semiconservativa.
  • Descrive il processo di denaturazione e rinaturazione del DNA e la rilevanza dell'assorbimento della luce a 260 nm (curva di melting, Tm).
  • Introduce il concetto di 'occhio di replicazione' e la replicazione bidirezionale da un'origine.
  • Elenca e descrive le funzioni delle principali proteine coinvolte:
    • DNA polimerasi: sintesi, prova di lettura (attività esonucleasica 3'-5'), rimozione dei primer (Pol I).
    • Primasi: sintetizza primer RNA.
    • Elicasi: srotola la doppia elica.
    • SSB (Single-strand binding protein): stabilizza i filamenti singoli.
    • Topoisomerasi (I e II, inclusa DNA girasi): allevia il superavvolgimento.
    • DNA ligasi: unisce i frammenti di DNA.
  • Distingue la sintesi continua del filamento leading dalla sintesi discontinua del filamento lagging (frammenti di Okazaki).
  • Dettaglia il meccanismo di allungamento del filamento lagging, inclusa la rimozione dei primer RNA da parte della DNA polimerasi I e la saldatura dei frammenti da parte della DNA ligasi.
• Problema della replicazione terminale e telomerasi:
  • Illustra il problema della replicazione delle estremità lineari dei cromosomi (telomeri) a causa della rimozione dei primer sul filamento lagging.
  • Spiega come la telomerasi, una ribonucleoproteina con RNA stampo interno, risolva questo problema allungando le estremità 3' dei telomeri, preservando l'integrità genomica.