Struttura Acidi Nucleici - IL SITO UFFICIALE DEGLI .... Acidi Nucleici 2. 12.13.pdf · 29-10-2012...
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29-10-2012 1 Gli acidi nucleici sono eteropolimeri lineari costituiti da subunità nucleotidiche (monomeri) . Un nucleotide è formato da: uno zucchero: (Ribosio o Deossiribosio), a 5 atomi di carbonio in forma ciclica Fosfato Zucchero Base azotata Un acido fosforico; Una base eterociclica
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Gli acidi nucleici sono eteropolimeri lineari costituiti da subunità nucleotidiche (monomeri).
Un nucleotide è formato da:
uno zucchero: (Ribosio o Deossiribosio), a 5 atomi di carbonio in forma ciclica
Fosfato
Zucchero
Base azotata
Un acido fosforico;
Una base eterociclica
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Fosfato
Zucchero
Base azotata
Ciascun nucleotide è formato
da tre molecole
MOTIVO dell’ACIDITA’ del DNA e dell’RNA
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�� D
RIBOSIO 2’-DEOSSIRIBOSIO
Isomeri ottici: rappresentazione nello spazio, in due modi diversi, producendo molecole che sono una l’immagine speculare dell’altra con differenti proprietà biologiche. Alcuni farmaci sono miscele di isomeri di cui solo uno dei due ha attività biologica di interesse (meno effetti coll. maggiore efficacia) In altri casi i due isomeri mostrano attività biologiche e farmacologiche completamente
diverse: DARVON: ANTIDOLORIFICO NOVRAD: CALMANTE DELLA TOSSE Uno stereoisomero della KETAMINA è un anestetico – l’altro causa allucinazioni.
uno zucchero: (Ribosio o Deossiribosio), a 5 atomi di carbonio in forma ciclica
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•�Pirimidiniche
•�Puriniche
Le basi eterocicliche che costituiscono gli ac. nucleici sono alternativamente:
Acidi nucleici - basi eterocicliche - pirimidine
I derivati pirimidinici costituenti degli ac. nucleici sono:
DNA DNA / RNA RNA
Specifica del DNA Specifica dell’RNA
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Acidi nucleici - basi eterocicliche - purine
I derivati purinici costituenti degli ac. nucleici sono:
DNA / RNA DNA / RNA
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Legame - estere
Legame �-N Glicosidico
C1’-N1 (Pirimidine)
C1’-N9 (Purine)
NUCLEOTIDE
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Un nucleoside è la forma non esterificata con
l’ac. Fosforico (Base + Zucchero)
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Un nucleoside è la forma non esterificata con
l’ac. Fosforico (Base + Zucchero)
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L’adenosina …fosfato
Oltre che negli ac. nucleici, l’adenosina mono-, bi-, e
trifosfato sono coinvolte in diversi processi metabolici
nei quali viene messo in gioco l’assorbimento o il
rilascio di energia attraverso la formazione o
l’idrolisi dei legami fosforici.
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Gli Acidi nucleici�
Gli acidi nucleici (DNA e RNA) sono macromolecole specializzate per
l’immagazzinamento e la utilizzazione delle informazioni che servono
al funzionamento della cellula e dell’intero organismo
Acido desossiribonucleico o DNA �� È la molecola che contiene le istruzioni per il funzionamento della
cellula ( i geni) (è l’archivio dell’informazione genetica). ��Viene trasmesso alle cellule figlie e pertanto costituisce la base chimica del meccanismo dell’eredità
-�Acido ribonucleico o RNA -�Trascrive le informazioni dal DNA -�Traduce le informazioni del DNA in proteine
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I diversi nucleotidi sono
legati tra loro attraverso il gruppo fosfato
DIREZIONE DI SINTESI
5’P
3’OH
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I diversi nucleotidi sono
legati tra loro attraverso il gruppo fosfato
DIREZIONE DI SINTESI
5’P
3’OH
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L’RNA è costituito da un singolo filamento
I nucleotidi non sono tutti uguali ma
differiscono per la base
Ci sono 4 differenti tipi di
basi:
•� Adenina •� Citosina •� Guanina •� Uracile
L’informazione contenuta negli acidi nucleici è
codificata nella sequenza di basi che compongono
il filamento (un alfabeto di 4 lettere)
RNA
3’OH
5’P
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James Watson
Francis Crick
1962 Nobel Prize
Una scoperta, malgrado le apparenze, non è
mai frutto di un colpo di genio individuale, o
d i p o c h e i n t e l l i g e n z e , m a e m e r g e
dall'incontro, per molti versi fortuito, di una
serie di circostanze favorevoli maturate in un
determinato contesto storico.
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- Erwin Chargaff
- Franklin e Wilkins
Inizialmente si riteneva che la sequenza del DNA fosse molto semplice
(Ipotesi del tetranucleotide).
A=T=C=G (equimolarità delle basi)
ACTG-ACTG-ACTG-ACTG-ACTG
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In seguito Erwin Chargaff misurò la percentuale delle singole basi nelle diverse specie.
REGOLE DI CHARGAFF
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Franklin e Wilkins
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ottennero fotografie di cristalli di DNA altamente purificato che permisero di constatare che il DNA è
avvolto a spirale (ELICA) con le basi perpendicolari
alla lunghezza della fibra (scala a pioli attorcigliata)
0,34 nm (PERIODO MINORE)
3,4 nm (PERIODO MAGGIORE)
Franklin e Wilkins
Inoltre, STABILIRONO che la molecola del DNA aveva un DIAMETRO COSTANTE di
2 nm.
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5’
3’ 5’
3’
Stessa direzione verso opposto
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Nel DNA le basi appartenenti ai due
filamenti sono COMPLEMENTARI: la timina si appaia sempre con l’adenina attraverso la formazione di 2 legami idrogeno, la guanina si appaia sempre con la citosina attraverso la formazione di 3 legami idrogeno
5’-TATTCCGA-3’
3’-ATAAGGCT-5’
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Struttura degli acidi nucleici
La molecola del DNA assume una
struttura tipica a doppia elica
Solco Maggiore
Solco Minore
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Forze che stabilizzano la doppia elica del DNA
1.� Le due eliche tenderebbero a respingersi elettro-staticamente perché sono cariche negativamente, sono tenute insieme principalmente dai ponti idrogeno che si formano tra le basi azotate complementari che giacciono nello stesso piano perpendicolare all’asse delle doppia elica
2.� dalle Interazioni elettrostatiche tra le catene di polideossiribosio-fosfato (scheletro) e i “controioni” (Poliammine, ioni metallici, istoni) del solvente
3.� Forze di attrazione idrofobica derivanti da interazioni reciproche tra coppie di basi sovrapposte lungo l’asse della molecola
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In condizioni chimico fisiche diverse si possono avere altre conformazioni della
molecola del DNA
Nel 1979 è stata scoperta una terza conformazione detta Z
Unica conformazione con elica sinistrorsa
Ogni giro d’elica comprende 12 coppie di basi
Ha proprietà antigeniche a differenza delle strutture A e B è capace di
indurre la formazione di anticorpi
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A Z B
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Tautomeria le basi possono passare dallo stato chetonico normale a quello enolico raro; dalla forma aminica normale a quella iminica rara.
by GP&NA
AMINICA
NH2
IMINICA
NH
CHETONICA C=O
ENOLICA
C-OH
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Tautomeria e conseguenze
Nella sua forma rara una base puo’ formare legami diversi rispetto a quelli normali e causare appaiamenti errati.
Tautomeria e conseguenze
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Transizione
��Se il tautomero si forma durante la duplicazione del DNA causa la sostituzione di basi.
5’
3’ 5’
3’ A C G T C T G C A G
A C
T G
5’
3’ A C G T C T G T A G
5’
3’
5’
3’ 5’
3’ A C G T C T G C A G
5’
3’ 5’
3’ A C G T C T G C A G
5’
3’ A C A T C T G T A G
5’
3’ 5’
3’ 5’
3’ A C G T C T G C A G
5’
3’ A C G T C T G C A G
5’
3’
