Qual è un' altra cosa che la cellula deve fare una volta completata la replicazione del DNA?
doc-6229
Una volta completata la replicazione del DNA, la cellula deve separare fisicamente le due copie del genoma e dividere in due cellule distinte legate alla membrana. 18.2 Nei procarioti (batteri e arcaie) ciò avviene di solito attraverso un processo relativamente semplice chiamato fissione binaria, in cui ogni genoma circolare si attacca alla membrana cellulare e viene separato nelle cellule figlie mentre la membrana invagina per dividere il citoplasma in due porzioni legate alla membrana. La fissione binaria è estremamente veloce rispetto ai tassi di divisione cellulare in eucarioti.
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doc-6228
La crescita, lo sviluppo e la riproduzione degli organismi dipendono dalla divisione cellulare, o dal processo attraverso il quale una singola cellula si divide in due cellule figlie solitamente identiche. Ciò richiede prima di tutto di fare una copia duplicata di ogni gene del genoma in un processo chiamato replicazione del DNA. 5.2 Le copie sono fatte da enzimi specializzati noti come DNA polimerasi, che "leggono" un filamento del DNA doppio-elico, noto come filamento modello, e sintetizzano un nuovo filamento complementare. Poiché la doppia elica del DNA è tenuta insieme dall' accoppiamento di base, la sequenza di un trefolo specifica completamente la sequenza del suo complemento; quindi solo un trefolo deve essere letto dall' enzima per produrre una copia fedele.
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doc-6208
La maggior parte dei geni eucariotici sono memorizzati su un insieme di grandi cromosomi lineari. I cromosomi sono imballati all' interno del nucleo in complesso con proteine di stoccaggio chiamate istoni per formare un' unità chiamata nucleosoma. DNA confezionato e condensato in questo modo è chiamato cromatina. 4.2 Il modo in cui il DNA è memorizzato negli istoni, così come le modifiche chimiche dell' istone stesso, regolano se una particolare regione del DNA è accessibile per l' espressione genica. Oltre ai geni, i cromosomi eucariotici contengono sequenze che contribuiscono a garantire che il DNA venga copiato senza degradazione delle regioni finali e ordinato in cellule figlie durante la divisione cellulare: origine della replicazione, telomeri e il centromero. 4.2 Le origini della replicazione sono le regioni di sequenza in cui si inizia la replicazione del DNA per fare due copie del cromosoma. I telomeri sono lunghi tratti di sequenza ripetitiva che chiudono le estremità dei cromosomi lineari e prevengono la degradazione della codifica e delle regioni di regolazione durante la replicazione del DNA.
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doc-6232
La replicazione del DNA è per la maggior parte estremamente accurata, tuttavia si verificano errori (mutazioni). 7.6 Il tasso di errore nelle cellule eucariotiche può essere fino a 10-8 per nucleotide per replicazione, mentre per alcuni virus RNA può essere fino a 10-3. Questo significa che ogni generazione, ogni genoma umano accumula 1-2 nuove mutazioni. Piccole mutazioni possono essere causate dalla replicazione del DNA e le conseguenze di danni al DNA e includono mutazioni puntiformi in cui una singola base è alterata e mutazioni di framehift in cui una singola base è inserita o cancellata. Entrambe queste mutazioni possono cambiare il gene da missense (cambiare un codone per codificare un aminoacido diverso) o sciocchezze (un codone stop prematuro). Mutazioni più grandi possono essere causate da errori di ricombinazione per causare anomalie cromosomiche tra cui la duplicazione, la cancellazione, il riassetto o l' inversione di grandi sezioni di un cromosoma.
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doc-1154
La fisioterapia è un' altra opzione che si sta studiando per trattare i ceppi resistenti di batteri. Il modo in cui i ricercatori lo stanno facendo è infettare i batteri patogeni con i propri virus, in particolare i batteriofagi. I batteriofagi, noti anche semplicemente come fagi, sono proprio virus batterici che infettano i batteri interrompendo i cicli batterici patogeni litici. Interrompendo i cicli litici del batterio, i fagi distruggono il loro metabolismo, che alla fine si traduce nella morte della cellula. I Phages inseriranno il loro DNA nel batterio, permettendo al loro DNA di essere trascritto. Una volta che il loro DNA è trascritto la cellula procederà alla realizzazione di nuovi fagi e non appena saranno pronti per essere rilasciati, la cellula procederà alla lisi. Una delle preoccupazioni circa l' uso di fagi per combattere gli agenti patogeni è che i fagi infettano i batteri "buoni", o i batteri che sono importanti nella funzione quotidiana degli esseri umani. Tuttavia, gli studi hanno dimostrato che i fagi sono molto specifici quando si rivolgono ai batteri, il che rende i ricercatori fiduciosi che la terapia batteriofagi sia la via definitiva per sconfiggere i batteri resistenti agli antibiotici.
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doc-3463
Ciò che ha fatto evolvere i ritmi circadiani è stata una questione enigmatica. Precedenti ipotesi hanno sottolineato che proteine fotosensibili e ritmi circadiani possono essere nati insieme nelle prime cellule, con lo scopo di proteggere il DNA replicando da alti livelli di radiazioni ultraviolette dannose durante il giorno. Come risultato, la replicazione è stata relegata al buio. Tuttavia, le prove di questo manca, dal momento che gli organismi più semplici con un ritmo circadiano, il cianobatteri, fare l' opposto di questo - si dividono più nel giorno. Recenti studi hanno invece evidenziato l' importanza della co-evoluzione delle proteine redox con oscillatori circadiani in tutti e tre i regni della vita dopo il Grande Evento di Ossidazione circa 2,3 miliardi di anni fa. L' opinione attuale è che i cambiamenti circadiani nei livelli di ossigeno ambientale e la produzione di specie reattive dell' ossigeno (ROS) in presenza di luce diurna hanno probabilmente portato alla necessità di evolvere ritmi circadiani per prevenire, e quindi contrastare, dannose reazioni redox quotidiane.
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doc-6227
Gli alleli allelici in un locus possono essere dominanti o recessivi; gli alleli dominanti danno origine ai loro fenotipi corrispondenti se abbinati a qualsiasi altro allele per lo stesso tratto, mentre gli alleli recessivi danno origine al loro fenotipo corrispondente solo se abbinati ad un' altra copia dello stesso allele. Per esempio, se l' allele che specifica gli steli alti nelle piante di piselli è dominante sull' allele che specifica gli steli corti, allora le piante di piselli che ereditano un allele alto da un genitore e un allele corto dall' altro genitore avranno anche steli alti. Il lavoro di Mendel ha dimostrato che gli alleli assorte indipendentemente nella produzione di gameti, o cellule germinali, assicurando variazioni nella prossima generazione. Anche se l' eredità di Mendelian rimane un buon modello per molti tratti determinati da singoli geni (compreso un certo numero di ben noti disordini genetici), non comprende i processi fisici di replicazione del DNA e divisione cellulare.
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doc-6205
A causa della composizione chimica dei residui pentosi delle basi, i fili di DNA hanno direzionalità. Un' estremità di un polimero DNA contiene un gruppo ossidrile esposto sul deossiriboso, noto come 3' estremità della molecola. L' altra estremità contiene un gruppo fosfato esposto; questa è l' estremità di 5'. I due fili di una doppia elica corrono in direzioni opposte. La sintesi dell' acido nucleico, compresa la replicazione e la trascrizione del DNA, avviene in direzione 5'? 3', perché nuovi nucleotidi vengono aggiunti attraverso una reazione di disidratazione che utilizza l' idrossile 3' esposto come nucleofilo.
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doc-1809
La trasformazione, a differenza della trasduzione o della coniugazione, dipende da numerosi prodotti genetici batterici che interagiscono specificamente per eseguire questo processo complesso, e quindi la trasformazione è chiaramente un adattamento batterico per il trasferimento del DNA. Affinché un batterio possa legare, inglobare e ricombinare il DNA donatore nel proprio cromosoma, deve prima entrare in uno stato fisiologico speciale definito competenza (vedi Competenza naturale). Nel Bacillus subtilis, circa 40 geni sono necessari per lo sviluppo della competenza. La lunghezza del DNA trasferito durante la trasformazione di B. subtilis può essere compresa tra un terzo di un cromosoma fino all' intero cromosoma. La trasformazione sembra essere comune tra le specie batteriche, e finora almeno 60 specie hanno la naturale capacità di diventare competenti per la trasformazione. Lo sviluppo della competenza in natura è solitamente associato a condizioni ambientali stressanti e sembra essere un adattamento per facilitare la riparazione dei danni al DNA nelle cellule riceventi.
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doc-17359
Lo zinco svolge un ruolo puramente strutturale nelle dita di zinco, torsioni e grappoli. Le dita di zinco formano parti di alcuni fattori di trascrizione, che sono proteine che riconoscono le sequenze di base del DNA durante la replicazione e la trascrizione del DNA. Ciascuno dei nove o dieci ioni Zn2+ in un dito di zinco aiuta a mantenere la struttura del dito, legandosi in modo coordinato a quattro aminoacidi nel fattore di trascrizione. Il fattore di trascrizione si avvolge intorno all' elica del DNA e utilizza le dita per legarsi accuratamente alla sequenza del DNA.
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doc-6200
I progressi nella comprensione dei geni e dell' eredità sono proseguiti per tutto il XX secolo. L' acido desossiribonucleico (DNA) è stato dimostrato di essere il deposito molecolare di informazioni genetiche attraverso gli esperimenti degli anni' 40 -' 50. La struttura del DNA è stata studiata da Rosalind Franklin utilizzando la cristallografia a raggi X, che ha portato James D. Watson e Francis Crick a pubblicare un modello della molecola a doppio filamento DNA le cui basi nucleotidiche accoppiate hanno indicato un' ipotesi convincente per il meccanismo di replicazione genetica. Collettivamente, questo corpo di ricerca ha stabilito il dogma centrale della biologia molecolare, che afferma che le proteine sono tradotte da RNA, che è trascritto dal DNA. Da allora è stato dimostrato che questo dogma ha delle eccezioni, come la trascrizione inversa in retrovirus. Lo studio moderno della genetica a livello di DNA è noto come genetica molecolare.
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