Il processo di replicazione del DNA è catalizzata da un tipo di enzima chiamato DNA polimerasi (poly significato di molti, mer significato pezzi, e –ase significato enzima; quindi, un enzima che attacca molti pezzi di DNA). Osservare Figura 1: la doppia elica della molecola di DNA originale separa (blu) e nuovi fili sono fatti per abbinare i fili separati., Il risultato sarà due molecole di DNA, ciascuna contenente un vecchio e un nuovo filamento. Pertanto, la replicazione del DNA è chiamata semiconservativa. Il termine semiconservativo si riferisce al fatto che metà della molecola originale (uno dei due filamenti nella doppia elica) è “conservata” nella nuova molecola. Il filo originale è indicato come il filo del modello perché fornisce le informazioni, o il modello, per il filo appena sintetizzato.

Figura 1. Di Madprime (wikipedia) (DNA replication split orizzontale) CC BY-SA 2.,0

Figura 2. Primer e Template

La replicazione del DNA si basa sulla natura a doppio filamento della molecola. Una molecola di DNA a doppio filamento, una volta replicata, diventerà due molecole a doppio filamento, ciascuna contenente un filamento originale e un filamento appena sintetizzato. Ti ricordi che i due filamenti di DNA corrono antiparalleli: uno dal 5′ al 3′, e l’altro dal 3′ al 5′. La sintesi del nuovo filamento di DNA può avvenire solo in una direzione: dal 5′ al 3′ fine., In altre parole, le nuove basi vengono sempre aggiunte all’estremità 3′ del filamento di DNA appena sintetizzato. Quindi se il nuovo nucleotide viene sempre aggiunto all’estremità 3 ‘ di un nucleotide esistente,da dove viene il primo nucleotide? In effetti, la DNA polimerasi ha bisogno di un” ancoraggio “per iniziare ad aggiungere nucleotidi: una breve sequenza di DNA o RNA che è complementare al filamento del modello funzionerà per fornire un’estremità libera 3’. Questa sequenza è chiamata primer (Figura 2).

Come fa la DNA polimerasi a sapere in quale ordine aggiungere nucleotidi?, L’accoppiamento di base specifico nel DNA è la chiave per copiare il DNA: se si conosce la sequenza di un filamento, è possibile utilizzare le regole di accoppiamento di base per costruire l’altro filamento. Le basi formano coppie (coppie di basi) in un modo molto specifico. La figura 3 mostra come A (adenina) si accoppia con T (timina) e G (guanina) si accoppia con C (citosina). È importante ricordare che questo legame è specifico: T si accoppia con A, ma non con C. Il riconoscimento molecolare avviene a causa della capacità delle basi di formare specifici legami idrogeno: gli atomi si allineano giusto per rendere possibili legami idrogeno., Si noti inoltre che una base più grande (purina, A o G) si accoppia sempre con una base più piccola (pirimidina, C o T).

Figura 3. Struttura chimica del DNA. Modifica della struttura chimica del DNA da Madeleine Price Ball; CC-BY-SA-2.0

Ora che comprendi le basi della replicazione del DNA, possiamo aggiungere un po ‘ di complessità. I due filamenti di DNA devono essere temporaneamente separati l’uno dall’altro; questo lavoro è svolto da un enzima speciale, l’elicasi, che aiuta a distendersi e separare le eliche del DNA (Figura 4). Un altro problema è che la DNA polimerasi funziona solo in una direzione lungo il filamento (5′ a 3’), ma il DNA a doppio filamento ha due filamenti orientati in direzioni opposte., Questo problema viene risolto sintetizzando i due fili in modo leggermente diverso: un nuovo filo cresce continuamente, l’altro in pezzi e pezzi. Brevi frammenti di RNA sono usati come primer per la DNA polimerasi.

Figura 4. Di Mariana Ruiz (DNA replication) Public Domain

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