Definizioni
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  • Divisione cellulare:

    La divisione cellulare è il processo di distribuzione del materiale cellulare tra due nuove cellule figlie.
    Nelle cellule procariote questo processo è relativamente semplice poiché la maggior parte del materiale ereditario è formato da un’unica, lunga molecola circolare di DNA. I due cromosomi figli sono attaccati in punti diversi sulla parete interna della membrana cellulare. Come la membrana si allunga , i cromosomi si allontanano. Quando la cellula ha raggiunto circa una dimensione doppia e i cromosomi si sono separati, la cellula si ripiega verso l’interno e si forma una nuova parete cellulare che separa le due nuove cellule con i loro cromosomi.
    Nelle cellule eucariote il processo è molto più complesso dal momento che una cellule eucariota contiene circa 1000 volte più DNA di una cellula procariota. Questo DNA è lineare e forma un certo numero di cromosomi separati. Le cellule eucariote contengono inoltre diversi organuli che devono essere distribuiti tra le due cellule figlie. La soluzione a questi problemi è il ciclo cellulare.

    Il ciclo cellulare può essere suddiviso in cinque fasi principali: G1, S, G2, mitosi e citodieresi.
    La divisione cellulare costituita da mitosi e citodieresi, ha luogo dopo il completamento delle tre fasi preparatorie che formano l’interfase. Durante la fase S di sintesi si duplica il materiale cromosomico, mentre la fase G1 è un periodo di accrescimento generale e di replicazione degli organuli citoplasmatici. Durante la fase G2 si assemblano le strutture direttamente associate ai mitocondri e alla citodieresi. Le fasi culminanti del ciclo sono la mitosi (processo con cui si assegna a ciascun nucleo delle cellule figlie una serie completa di cromosomi) e la citodieresi (processo che divide la cellula in due nuove cellule ciascuna contenente un nucleo completo di tutti i cromosomi e circa la metà del citoplasma e degli organuli della cellula madre).
    In cellule di specie diverse o in tessuti diversi dello stesso organismo, le varie fasi si protraggono per periodi di tempo percentualmente diversi dell’intero ciclo.7


    Ciclo cellulare


  • Replicazione DNA:

    La replicazione è il meccanismo molecolare attraverso cui il DNA produce una copia di se stesso.
    Ogni volta che una cellula si divide, infatti, l'intero genoma deve essere duplicato per poter essere trasmesso alla progenie (tramite mitosi o meiosi).
    Il meccanismo della replicazione è complesso e richiede l'intervento di numerosi enzimi e di proteine iniziatrici.
    Il processo di replicazione del DNA si definisce semiconservativo: il doppio filamento di DNA parentale funge da stampo per la sintesi di due filamenti figli complementari.
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    Replicazione DNA


  • Trascrizione DNA:

    La trascrizione è un processo mediante il quale le informazioni contenute nel DNA vengono trascritte, per complementarietà delle basi, nell'acido ribonucleico (RNA).
    Essa richiede l'uso di particolari enzimi, RNA polimerasi DNA-dipendenti. Tali enzimi utilizzano nucleosidi trifosfati (nucleotidi con tre gruppi fosfato) per la formazione dell' RNA. Dai nucleosidi trifosfato verranno rimossi due gruppi fosfato per la formazione di un legame covalente tra un nucleotide e il seguente. Si tratta di una reazione di condensazione.
    L'RNA polimerasi si legherà solo in particolari sequenze, promotori, che non sono trascritte. Dal promotore inizieranno ad inserirsi i nucleosidi trifosfato per formare una sequenza di nucleotidi che sarà complementare al filamento di DNA in questione. Dopo l'individuazione del promotore, l'RNA polimerasi srotolerà il DNA a doppia elica e avrà luogo la trascrizione. Il primo nucleotide del neofilamento di RNA trattiene i tre gruppi fosfato mentre quelli successivi vengono privati di due gruppi fosfato attraverso una reazione esoergonica.
    Quando, durante la trascrizione, nel DNA si incontreranno particolari sequenze di basi (alla fine del gene) si avrà il termine della trascrizione. Poiché i due filamenti si legano tramite appaiamento delle basi azotate complementari, questi sono tra loro antiparalleli. La direzione di lettura del DNA è 3'->5' mentre quella di trascrizione è 5'->3'. In genere per la trascrizione di un gene si utilizza solo un filamento della doppia elica, mentre l'altro filamento potrà essere utilizzato per la trascrizione di un altro gene.13


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