IL DNA CONTIENE L’INFORMAZIONE GENETICA

I NUCLEOTIDI COMPRENDONO TRE UNITA’ CHIMICHE: -BASE AZOTATA -ZUCCHERO A 5 ATOMI CARBONIO -GRUPPO FOSFATO

E DUE TIPI DI LEGAMI CHIMICI:

-FOSFOESTERE -GLICOSIDICO

Ribosio e deossiribosio

Gli atomi di carbonio dello zucchero Sono denominati 1’, 2’,……per distinguerli da quelli delle basi

Purine e pirimidine

I NUCLEOSIDI SONO FORMATI DA BASE + ZUCCHERO

LEGAME C1’-N1(N9)

I NUCLEOTIDI SONO ESTERI FOSFORICI DEI NUCLEOSIDI

ESTERE IN C5’

LA CONFORMAZIONE DEL DNA DIPENDE

DALLA LIBERTA’ DI ROTAZIONE DEI LEGAMI CHE

COMPONGONO I NUCLEOTIDI

LA CONFORMAZIONE RELATIVA BASE AZOTATA-ZUCCHERO PUO’ VARIARE

LA CONFORMAZIONE PREFERITA E’ anti

ANCHE LA CONFIGURAZIONE DEL RIBOSIO PUO’ VARIARE

orientamento relativo gruppi fosfato

C3’- endo (DNA A) C2’- endo (DNA B)

NOMENCLATURA DEI NUCLEOTIDI

I NUCLEOTIDI SVOLGONO RUOLI BIOLOGICI CHIAVE

ANIDRIDE ANIDRIDE

FOSFOESTERE

ANIDRIDE ACETICA METIL-ESTERE

DERIVATI FOSFORILATI DEI NUCLEOTIDI SONO IMPORTANTI MESSAGGERI INTRACELLULARI

DERIVATI DI NUCLEOTIDI: I TRASPORTATORI INTERMEDI DI ELETTRONI

NAD+ e FAD

VITAMINA B3 (niacina)

VITAMINA B2 (riboflavina)

DERIVATI DI NUCLEOTIDI: IL TRASPORTATORE DI GRUPPI ACILICI

COENZIMA A

VITAMINA B3 (acido pantotenico)

MODIFICAZIONI CHIMICHE DEI NUCLEOTIDI

LE BASI AZOTATE DEGLI ACIDI NUCLEICI POSSONO ESSERE METILATE DA ENZIMI PRESENTI NELLE CELLULE

FUNZIONI

BATTERI RICONOSCIMENTO DEL DNA ESTRANEO MECCANISMO DI RIPARO

EUCARIOTI FENOMENI REGOLATIVI (EPIGENETICA)

LE MODIFICAZIONI CHIMICHE DEI NUCLEOTIDI POSSONO GENERARE MUTAZIONI

REAZIONI SPONTANEE

Deamminazione: perdita del gruppo NH2

C->U frequenza = circa 10-7

(100 eventi/giorno cellula mammifero)

Depurinazione: perdita del gruppo NH2

frequenza = circa 10-4

FORMAZIONE DI DIMERI DI PIRIMIDINA CON RADIAZIONI ULTRAVIOLETTE

REAZIONI INDOTTE DA AGENTI ESTERNI

AGENTI DEAMINANTI

AGENTI ALCHILANTI

MUTAGENI CHIMICI

DANNI AL DNA PROVOCATI DA RADICALI LIBERI

RADICALE: SPECIE CHIMICA CON ELETTRONI SPAIATI

Si può formare da fonti endogene (respirazione, fotosintesi, perossisomi, fagociti, enzimi ossidativi…..) ed esogene (radiazioni, infezioni, inquinamento, xenobiotici…..)

STRUTTURA DEGLI ACIDI NUCLEICI

I SINGOLI FILAMENTI DI DNA SI FORMANO PER REAZIONE

DEL GRUPPO 3’-OH DI UN NUCLEOTIDE CON

IL GRUPPO 5’ FOSFATO DI UN SECONDO NUCLEOTIDE

SI FORMA UN LEGAME FOSFODIESTERE

I LEGAMI FOSFODIESTERE SONO FORMATI DURANTE LA REPLICAZIONE DEL DNA

DALL’ENZIMA DNA POLIMERASI

Correzione di errori (proofreading): attività 3’-5’ esonucleasica

LA DOPPIA ELICA SI FORMA PER APPAIAMENTO TRA BASI MEDIATO DA LEGAMI AD IDROGENO

INTERAZIONI CANONICHE (G-C/ A-T) tipo Watson-Crick

EFFETTO IPOCROMICO ED IPERCROMICO

LA DOPPIA ELICA PUO’ ASSUMERE CONFORMAZIONI DIVERSE

A B Z

LE DIMENSIONI RELATIVE DEL SOLCO MAGGIORE E MINORE VARIANO CON IL TIPO DI CONFORMAZIONE

A= minore > maggiore

B=maggiore>minore

QUESTA CARATTERISTICA INFLUENZA IL

RICONOSCIMENTO DNA-PROTEINA

IL DNA IN NATURA PRESENTA UNA ORGANIZZAZIONE

TOPOLOGICA COMPLESSA (SUPERAVVOLGIMENTO)

NEGATIVO

POSITIVO

Introduce una tensione che tende a srotolare la doppia elica -> accessibilità a processi biologici

LE TOPOISOMERASI CONTROLLANO LA TOPOLOGIA DEL DNA

(DESTRORSO)

(SINISTRORSO)

TOPOISOMERASI TIPO I = INTRODUCE UN TAGLIO IN UNA DELLE DUE ELICHE DEL DNA Diminuisce il superavvolgimento (processo energeticamente favorito-spontaneo)

TOPOISOMERASI TIPO II = INTRODUCE UN TAGLIO IN ENTRAMBE (DNA Girasi procarioti) LE ELICHE DEL DNA

Aumenta il superavvolgimento La Girasi introduce superavvolgimenti negativi (ATP dipendente- non spontaneo)

ATP-DIPENDENTE

GLI INIBITORI DELLA TOPOISOMERASI II SONO POTENTI AGENTI CHEMIOTERAPICI

INIBITORI DELLA GIRASI (ANTIBIOTICI)

CIPROFLOSSACINA ACIDO NALIXIDICO = aumento della velocità di taglio -> Rotture nel DNA

NOVOBIOCINA = blocca ATPasi -> arresta replicazione e trascrizione

INIBITORI DELLA TOPOISOMERASI II (ANTITUMORALI) DOXORUBICINA ETOPOSIDE