In breve: la replicazione del DNA è semiconservativa: ogni nuova molecola ha un filamento vecchio e uno nuovo. L'elicasi apre la doppia elica, la DNA polimerasi aggiunge i nucleotidi (5'→3'); il filamento lento si forma a frammenti di Okazaki uniti dalla ligasi.
La replicazione è uno dei processi molecolari più chiesti in Biologia: pochi enzimi, un meccanismo preciso da ricordare bene.
Cos'è la replicazione
La replicazione del DNA duplica il patrimonio genetico prima che la cellula si divida, garantendo che ogni cellula figlia riceva una copia completa e identica. Avviene durante la fase S del ciclo cellulare e si basa sulla complementarietà delle basi: A si appaia con T, G con C.
Il modello semiconservativo
La replicazione è semiconservativa: i due filamenti della doppia elica si separano e ognuno fa da stampo per un nuovo filamento. Il risultato sono due molecole, ciascuna con un filamento parentale e uno neosintetizzato. Questo modello fu dimostrato dall'esperimento di Meselson e Stahl.
Gli enzimi in gioco
| Enzima | Funzione |
|---|---|
| Elicasi | Apre la doppia elica (forca di replicazione) |
| Primasi | Sintetizza il primer di RNA che innesca la copia |
| DNA polimerasi | Aggiunge i nucleotidi in direzione 5'→3' |
| DNA ligasi | Unisce i frammenti di Okazaki |
Filamento veloce e filamento lento
Poiché la DNA polimerasi lavora solo in direzione 5'→3', i due filamenti si copiano in modo diverso. Il filamento veloce (leading) è sintetizzato in modo continuo verso la forca. Il filamento lento (lagging) è sintetizzato in modo discontinuo, a frammenti di Okazaki, poi saldati dalla DNA ligasi.
Domande frequenti
Cos'è la replicazione del DNA?
È il processo con cui una molecola di DNA viene copiata in due molecole identiche prima della divisione cellulare. Serve a trasmettere il patrimonio genetico invariato alle cellule figlie.
Perché la replicazione è semiconservativa?
Perché ogni nuova molecola di DNA è formata da un filamento originario (parentale) e da uno neosintetizzato. L'esperimento di Meselson e Stahl dimostrò questo modello.
Cosa fa la DNA polimerasi?
La DNA polimerasi aggiunge i nucleotidi al filamento in crescita, appaiandoli allo stampo secondo la complementarietà delle basi. Lavora solo in direzione 5'→3' e richiede un innesco (primer) di RNA.
Cosa sono i frammenti di Okazaki?
Sono i brevi segmenti di DNA sintetizzati in modo discontinuo sul filamento lento (in ritardo), perché la polimerasi può procedere solo in direzione 5'→3'. Vengono poi uniti dalla DNA ligasi.
Cosa fa l'elicasi?
L'elicasi è l'enzima che apre la doppia elica rompendo i legami idrogeno tra le basi, formando la forca di replicazione e separando i due filamenti da copiare.
Filamento veloce e filamento lento: qual è la differenza?
Il filamento veloce (leading) è sintetizzato in modo continuo verso la forca; quello lento (lagging) è sintetizzato in modo discontinuo, a frammenti di Okazaki, in direzione opposta alla forca.