L'acido desossiribonucleico (DNA) è il progetto che trasporta le informazioni genetiche da una generazione a quella successiva. Ogni cellula del nostro corpo contiene 46 cromosomi, 23 di ciascun genitore, che devono essere duplicati fedelmente prima che la cellula possa dividersi. Il processo di replicazione è straordinariamente efficiente, ma la sua durata varia notevolmente tra gli organismi.

Nozioni di base sul DNA:struttura

Il DNA è un lungo polimero composto da scheletri alternati di zucchero e fosfato. Ogni zucchero porta con sé una delle quattro basi azotate (adenina, timina, citosina o guanina) che formano una sequenza unica che codifica per le proteine. Queste proteine determinano i tuoi tratti fisici e le tue funzioni biochimiche.

Nozioni di base sul DNA:replicazione

I cromosomi sono complessi compatti di DNA e proteine. Nel cuore di ciascun cromosoma si trova una doppia elica di due filamenti complementari. La replicazione è semiconservativa:ciascun filamento originale funge da modello per un nuovo filamento complementare, producendo due molecole di DNA identiche.

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Passaggi generali della replicazione del DNA

1. Formazione di fork di replicazione. L'enzima DNA elicasi svolge l'elica, creando una forchetta a forma di Y.
2. Posizionamento del primer. I primer del DNA segnano i punti di partenza per la DNA polimerasi, guidando la direzione della sintesi.
3. Allungamento. La DNA polimerasi aggiunge nucleotidi complementari al filamento modello, estendendo il nuovo filamento.
4. Cessazione. Una volta completata la sintesi, le esonucleasi rimuovono i primer, la ligasi sigilla le intaccature e gli enzimi riparatori del disadattamento correggono gli errori. Infine, la telomerasi aggiunge ripetizioni telomeriche per proteggere le estremità dei cromosomi.

Replica batterica

Nei procarioti come Escherichia coli , il singolo cromosoma circolare contiene circa 4,7 milioni di paia di basi. La replica inizia da un'unica origine e procede in modo bidirezionale, completandosi in circa 40 minuti, circa 1.000 basi al secondo. La correzione di bozze garantisce una fedeltà di un errore per miliardo di basi.

Replica eucariotica

Le cellule umane ospitano 46 cromosomi, ciascuno con una media di 150 milioni di paia di basi. Replicare un singolo cromosoma ad una velocità di 50 paia di basi al secondo richiederebbe più di un mese. Tuttavia, gli eucarioti iniziano la replicazione in decine di origini su ciascun cromosoma, consentendo la sintesi simultanea e consentendo all'intero genoma di completarsi in circa un'ora durante la fase S.

Tutti i 46 cromosomi umani si replicano contemporaneamente, coordinati dal meccanismo del ciclo cellulare.

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