Duplicazione DNA

Duplicazione del DNA

Il DNA si duplica in continuazione compiendo soltanto da 1 a due errori in media, per esempio i batteri commettono errori più frequentemente, circa 1000 volte in più degli eucarioti, i batteri possono permettersi di sbagliare più frequentemente in quanto è l'unica loro possibilità per creare variabilità, e anche perché si riproducono così velocemente che anche se qualche cellula muore non ha importanza.

Il DNA duplicandosi crea copie di se stesso, i due filamenti si separano creando una forcella preceduta da una buca chiamata bolla di duplicazione. Il DNA si apre dove trova una successione di legami T-A perchè essendoci soltanto due legami a idrogeno è più facile romperli che quelli a tre. Il DNA ci mette circa due ore a duplicarsi, vengono posizionati circa 50 nucleotidi al secondo.

La duplicazione avviene durante la fase S del ciclo cellulare.

Il DNA si separa grazie a un enzima, chiamato elicasi, che separa i due filamenti grazie a dei segnali che gli impongono di partire. Quando sono separati una particolare proteina si aggancia ai filamenti per impedire che questi si arrotolino nuovamente. Dopo di che arriva la RNA primasi ( alcuni la chiamano DNA primasi) ed è un primer, ossia deve passare sui filamenti e per attivare la DNA polimerasi che successivamente posiziona i nucleotidi esatti. Però c'è un problema, la DNA polimerasi III percorre soltanto il senso 5' 3', quindi da una parte va nel senso dell'apertura quindi della forcella, ma dall'altro il senso è contrario, quindi compie una serie di “ attacca e stacca” , il primer passa dal punto in cui era al nuovo pezzo aperto dalla forcella, e inizia il suo percorso, si creano però dei frammenti, chiamati frammenti di Okazaki ( nome di un biologo giapponese) questi vengono poi rimossi dalla Polimerasi I e poi sostituiti dalla polimerasi III, intanto la DNA ligasi interviene per “ saldare” con legami a idrogeno le giunture.

Il DNA si duplica in maniera semi-conservativa, infatti metà del DNA diventa metà di una delle copie e l'altra metà dell'altra, quindi essendo gli acidi nucleici complementari, l'altra parte verrà copiata perfettamente identica alla parte separata.

                                                                       http://it.wikipedia.org/wiki/Frammento_di_Okazaki

Video :

 http://www.youtube.com/watch?v=teV62zrm2P0

http://www.youtube.com/watch?v=yqESR7E4b_8

Errori:

Purtroppo il DNA non sempre si copia perfettamente, a volte si verificano degli errori, ed esistono errori di tipo diverso e modi diversi per correggerli. Ad esempio la polimerasi è in grado di correggere da sola i suoi errori, capendo di aver sbagliato, torna indietro e corregge la parte sbagliata, questo è detto proofreading.

Altri enzimi controllano la duplicazione, quando incontrano un errore, tagliano una parte estesa del DNA , la eliminano e poi la sostituiscono con il pazzo esatto. Alcuni errori possono accadere perchè nell' ammasso di sostanze venga persa una purina e un altra sostanza venga messa al suo posto per errore, questo può accadere a causa dei raggi UV.  

PCR

nel 1986 il biochimico Kary B. Mullis ha vinto il premio Nobel per aver scoperto un metodo per produrre copie multiple di frammenti di DNA in laboratorio, questa è data da una reazione a catena della polimerasi ( PCR), si prende un piccolo campione di DNA e si creano in poche ore moltissime copie. Il campione di NA viene posto in una soluzione che contiene molecole di DNA polimerasi, nucleotidi e primer. Come avviene:

-la soluzione viene scaldata a 95° il movimento porta la divisione dei due filamenti di DNA ( denaturazione)

-successivamente la soluzione viene portata a 52° , qui i primer si attaccano e creano la sequenza di innesco

-la temperatura viene rialzata a 75° e qui la DNA polimerasi copia la parte complementare.

Il tutto poi viene ripetuto tantissime volte, ottenendo sempre il doppio delle copie.

Un batterio il Thermus aquaticus ha la capacità di fare ciò naturalmente.