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Replicazione del DNA

Scuola secondaria di secondo gradoBiologiaUna forcella di replicazione simbolica con selezione di nucleotidi complementari, sintesi in direzione 5′→3′, brevi frammenti del filamento ritardato e ligazione esplicita

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Informazioni su questo esperimento

Apri una forcella di replicazione del DNA e scegli i nucleotidi per due diversi ordini di sintesi. La sintesi del filamento guida segue in modo continuo lo stampo esposto, mentre quella del filamento ritardato procede all’indietro all’interno di brevi frammenti esposti. In questo esercizio idealizzato le scelte errate vengono rifiutate; la ligazione unisce i frammenti completati in un filamento figlio continuo.

Obiettivi di apprendimento

  • Applica l’appaiamento complementare a entrambi i filamenti stampo parentali.
  • Mantieni la direzione chimica da 5′ a 3′ su entrambi i nuovi filamenti.
  • Spiega la replicazione semiconservativa e la necessità di unire i frammenti del filamento ritardato.

Come si usa

  1. 1Apri una coppia di basi e aggiungi il nucleotide corretto al filamento guida.
  2. 2Esponi tre basi, passa allo stampo del filamento ritardato e osserva l’ordine inverso all’interno del suo frammento.
  3. 3Prova una base errata, poi completa manualmente entrambi i prodotti oppure avvia la dimostrazione deterministica.
  4. 4Unisci i frammenti tramite ligazione e verifica che ogni doppia elica figlia conservi un filamento parentale.

Il modello

Nuovi nucleotidi necessari per due copie complete
Distribuzione semiconservativa

Ipotesi

  • Il filamento parentale mostrato procede da 5′ a 3′ con l’aumentare dell’indice; il suo complementare procede da 3′ a 5′. La sintesi del filamento guida avanza in direzione degli indici crescenti, mentre quella del filamento ritardato inverte la direzione dell’indice all’interno di ciascun frammento.
  • Frammenti di tre basi rendono l’esercizio facile da seguire e sono molto più corti dei frammenti di Okazaki biologici. Si presuppongono i primer e la loro sostituzione; la ligasi chiude le interruzioni una volta presenti tutte le basi.
  • Il modello considera una sola forcella di replicazione e rifiuta ogni scelta non corretta. Sono esclusi l’inizio, il consumo di ATP, lo stress topologico, le vie di riparazione e la cinetica delle polimerasi specifica di ciascun organismo.

Provalo in classe

  1. Q1Come possono entrambi i nuovi filamenti crescere in direzione 5′-3′ pur utilizzando stampi antiparalleli?
  2. Q2Quali parti di ciascun duplex finale erano già presenti prima della copia?

Domande frequenti

Perché il filamento ritardato non può iniziare dopo aver aperto una sola base?

Il suo successivo breve frammento didattico inizia all’estremità esposta più lontana. Prima deve essere disponibile l’intero frammento.

In questo esercizio, un nucleotide errato diventa una mutazione?

No. Ogni appaiamento errato viene rifiutato. L’esperimento separato sulle mutazioni studia le modifiche che rimangono in una sequenza.