B. LEWIN, IL GENE - Edizione compatta, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2007
Erwin Chargaff Per primo misurò accuratamente la percentuale dei quattro nucleotidi nel DNA
Organismo
Escherichia coli
Mycobact. tuberc.
Lievito
Bue
Maiale
Uomo
A
26.0
15.1
31.7
29.0
29.8
30.4
G
24.9
34.9
18.3
21.2
20.7
19.9
C
25.2
35.4
17.4
21.2
20.7
19.9
T
23.9
14.6
32.6
28.7
29.1
30.1
A/T
1.08
1.03
0.97
1.01
1.02
1.01
G/C
0.99
0.99
1.05
1.00
1.00
1.00
G+C
50.1
70.3
35.7
42.4
41.4
39.8
Py/Pu
1.04
1.00
1.00
1.01
1.01
1.01
Composizione in basi del DNA di varie specie
La struttura fisica del DNA
Linus Pauling(1901 - 1994)
Rosalind Franklin(1920 - 1958)
Maurice Wilkins(1916 - 2004)
Francis Crick(1916 - 2004)
James Watson(1928 - )
Dati sulla struttura del DNA
•Le percentuali G=C e A=T
•Legami fosfodiesterici tra nucleotidi
Diffrazione dei raggi X di fibre di DNA
Franklin R.E. & Gosling R., 1953
configurazione B
Wilkins M.H.F., 1956
configurazione A
Figura riportata nella pubblicazione originale di Watson e Crick
Nature, Aprile 1953
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
N
NN
N
NN
O
H
H
O
N
sugar
H
sugar
CH3timina
adenina
N
NN
N
O
N
H
N N
N
H
O
sugar
H
H
H
sugar
citosina
guanina
L ’appaiamento delle basiimplica la formazione di legami idrogeno
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
20
La struttura del DNA (B)
•Il DNA ha una forma ad elica regolare, diametro 20Å, passo 34Å
•Legami idrogeno tra le basi
•L’impilamento delle basi è determinato da interazioni idrofobiche
•Ogni coppia è ruotata di 36°
•Solchi maggiore (22Å) e minore (12Å)
•Avvolgimento in senso orario (elica destrorsa)
It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.
Il modello a doppia elica di Crick e Watson suggerisce un meccanismo di replicazione
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Strutture alternative del DNA
Gli acidi nucleici possono formare vari tipi di doppia elica
Gli acidi nucleici possono formare vari tipi di doppia elica
ElicaCoppie di basi
per giroRotazione tra
due basiDiametro
B 10 (10,4) 36 (34,6) 20 (19)
A 11 32,7 23
Z 12 -30 18
Strutture superiori del DNA
DNA circolare consuperavvolgimento = 0
DNA superavvoltonegativamente
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Il superavvolgimento negativopuò convertirsi nellaseparazione locale dei due filamenti
DNA superavvoltonegativamente
separazione dei filamenti(denaturazione di
regioni ricche in A+T)
strutture cruciformi(in corrispondenza
di palindromi)
struttura Z(in corrispondenza di
regioni di alternanza Pu/Py)
Superavvolgimento del DNA
Positivo = DNA
superspiralizzato
Negativo = DNA
sottospiralizzato
Enzimi che alterano la topologia del DNA
Topoisomerasi: tipo I
tipo II (girasi)
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Enzimi per gli acidi nucleici
•Polimerasi: DNA polimerasiRNA polimerasi
•Nucleasi: esonucleasiendonucleasi
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006
Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2006