Duplicazione del DNA
NonSoloFitness: divulgazione, formazione, consulenza
Corsi di formazione Corsi di formazione per Personal Trainer, Istruttori Fitness
06 40403925

Duplicazione del DNA

Il processo e le modalità di duplicazione del DNA, dallo svolgimento della doppia elica al completamento della replicazione.

Autore:
Ultimo aggiornamento:

L'unità fondamentale del DNA è rappresentata da due catene polinucleotidiche avvolte fra loro a doppia elica tenuta assieme da legami idrogeno fra coppie di basi. La capacità di replicazione del dna è data dalla sua complementarietà, ed è di tipo semiconservativo. Le nuove doppie eliche gemelle sono prodotte grazie al processo di duplicazione semiconservativo.

Nella fase di duplicazione del DNA l'RNA polimerasi sintetizza il primer, ossia l'innesco attraverso cui la DNA polimerasi inizia la replicazione. La molecola di DNA viene svolta dalla proteine elicasi, mentre la ssDNA binding protein, si incarica di stabilizzare le regioni a singola elica. La DNA polimerasi sintetizza in direzione 5' – 3', uno dei due filamenti, il filamento lento, è sintetizzato in maniera discontinua, producendo frammenti che la DNA ligasi provvederà ad unire riempiendo gli spazi vuoti con la DNA polimerasi I.

L'intero genoma umano richiede 8 ore per la sua replicazione, che si avvia a partire da un sito specifico del cromosoma ed avviene una sola volta per ogni fase S del ciclo cellulare.
La replicazione prevede diverse fasi. Lo svolgimento della doppia elica, la sintesi dell'innesco da parte di una RNA, il movimento unidirezionale della forcella. Lo svolgimento della doppia elica, ad opera dell'elicasi, richiede una molecola di ATP per ogni giro dell'elica. I residui sbagliati, prodotti in fase di replicazione, sono rimossi per idrolisi dalla DNA polimerasi I, che elimina anche il primer RNA e riempie le interruzioni.
La DNA polimerasi II partecipa alla riparazione del DNA e non è necessaria per la replicazione.
La DNA polimerasi III sintetizza la maggior parte del DNA ad una velocità di circa 100 nucleotidi al secondo.
La rimozione dell'innesco (primer) lascia un gap all'estremità 3' dello stampo. Se lo spazio non venisse colmato il filamento guida risulterebbe più corto del suo stampo di una lunghezza pari a quella dell'innesco. Medesimo problema si presenterebbe nelle successive replicazioni.
Per ovviare al problema viene inserito un blocco di sequenza ripetute in tandem che coprono le estremità, o telomeri, di tutti i cromosomi eucaristici.
Le unità terminali ripetute sono centinaia di brevi sequenze ricche di G e C. L'aggiunta dei blocchi ripetuti è opera della telomerasi, una polimerasi specializzata.

Qualsiasi enzima capace di incidere e richiudere un filamento della doppia elica del DNA è classificato come topoisomerasi di tipo I, la reazione di rilascio dei superavvolgimenti del DNA è energeticamente favorevole, e la reazione procede senza apporti energetici.
A valle della forcella di replicazione della doppia elica di DNA si formano superavvolgimenti positivi. Tali superavvolgimenti devono essere rimossi per consentire il procedere della sintesi di DNA. La rimozione è attuata dalle topoisomerasi di tipo I e II.