DNA e codice genetico

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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012

DNA e codice genetico

Il DNA è il materiale genetico

Il DNA è composto da una
sequenza di nucleotidi.

Ogni nucleotide comprende:
lo zucchero desossiribosio,
un gruppo fosfato,una
base azotata:
● adenina (A),
● timina (T),
● guanina (G),
● citosina (C).

La struttura della molecola del DNA /1

Il DNA ha una struttura a
doppia elica formata da
due lunghi filamenti di
nucleotidi appaiati
mediante legami a
idrogeno e avvolti a
spirale.

I due filamenti sono
complementari appaiate
come segue:
T con A
C con G

Le informazioni contenute nella molecola di DNA sono
codificate nella sequenza lineare delle basi azotate di un
filamento.

La struttura della molecola del DNA/2

Tale sequenza trasforma
il DNA in una banca dati
univoca, che contiene
tutta l’informazione
genetica (genoma) per
lo sviluppo, il
funzionamento e la
riproduzione di un
organismo.

La replicazione del DNA /1

La replicazione del DNA è semiconservativa, perché in ciascuna delle molecole di DNA replicate è contenuto un filamento originario e un filamento nuovo, costruito usando il filamento vecchio come stampo.
Le DNA polimerasi sono enzimi che uniscono un nucleotide per volta al filamento già esistente.

La replicazione del DNA
avviene in due tappe.

1. Nella fase di apertura il

DNA si despiralizza e la
molecola è aperta in un
punto chiamato sito di
origine.

2. Nella fase di sintesi i nuovi

nucleotidi si appaiano al
filamento stampo grazie
all’azione di numerosi
enzimi.

La replicazione del DNA /2

Dai geni alle proteine:
trascrizione e traduzione /1

Un gene è un segmento di
DNA, caratterizzato da
una precisa sequenza
lineare di basi azotate, che
contiene le informazioni
per sintetizzare uno
specifico RNA.
L’RNA è un acido nucleico
simile nella struttura al
DNA, che svolge
numerose funzioni nella
cellula.

La trascrizione è il processo
che permette di produrre una
copia della sequenza di basi
del gene, formando RNA
messaggero (mRNA).

Durante la traduzione,
l’mRNA è usato per
sintetizzare proteine, grazie
all’azione di RNA transfer
(tRNA) e RNA del ribosoma
(rRNA).

Dai geni alle proteine:
trascrizione e traduzione /2

Il codice genetico

La traduzione, o sintesi proteica, porta a decodificare la
sequenza di nucleotidi dell’mRNA per sintetizzare una catena
polipeptidica con una specifica sequenza di amminoacidi.

Il codice genetico è un codice a triplette:
ogni tripletta è composta da una sequenza
di tre basi azotate dell’mRNA e codifica per
uno specifico amminoacido, consentendo
la traduzione del codice genetico

Le triplette sono dette codoni.

Il codice genetico è universalee
ridondante.

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Una tripletta di basi codifica

per un amminoacido

La sequenza di nucleotidi del DNA
(il codice genetico) specifica
l’ordine degli amminoacidi di un
polipeptide.

Il codice genetico è basato su una
serie di triplette di basi nell’RNA
messaggero, i codoni, che
costituiscono una sequenza
precisa di tre basi nucleotidiche
indicate da tre lettere, ciascuna
delle quali corrisponde a un
amminoacido.

Il codice genetico è universale,
ovvero è valido per tutti gli esseri
viventi.

Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012

Una tripletta di basi codifica

per un amminoacido

1. Il codice genetico è ridondante,
cioè la maggior parte degli
amminoacidi è codificata da più di
un codone. Per esempio, la
leucina, la serina e l’arginina
sono codificate ciascuna da sei
codoni diversi. Tale ridondanza
protegge gli organismi da effetti
potenzialmente pericolosi delle
mutazioni.

2. Il codice genetico è preciso e
univoco, cioè ciascuna tripletta ha
un solo e unico significato.

3. Per regolare la sintesi proteica, il codice prevede un codone di start AUG e tre codoni di stop UAA, UGA e UAG.