Classe terza, secondaria di secondo gradoPercorso edumaterial
Che cosa imparerai
- Collegare polarità e frammentazione del nuovo DNA.
Prima di iniziare
- Doppia elica
- Appaiamento delle basi
L'idea centrale
Prima della divisione cellulare, ciascun filamento parentale del DNA serve da stampo per uno nuovo. L'elicasi apre la doppia elica; la DNA polimerasi aggiunge nucleotidi al capo 3' del filamento nascente, leggendo lo stampo in direzione opposta. Poiché i filamenti sono antiparalleli, uno viene sintetizzato in modo continuo e l'altro in frammenti poi uniti. La complementarità non elimina tutti gli errori: controlli enzimatici ne riducono la frequenza.
La parola semiconservativa descrive la composizione delle due doppie eliche figlie, non il numero di basi conservate. Ciascuna contiene un filamento già presente e uno sintetizzato. L'apertura della forcella espone contemporaneamente due stampi orientati in versi opposti; la polimerasi, però, può aggiungere un nucleotide soltanto all'estremità 3' libera. Per questo un nuovo filamento cresce seguendo la forcella, mentre l'altro viene prodotto in segmenti che una ligasi ricongiunge. È la relazione fra polarità dello stampo, direzione di crescita e movimento della forcella a spiegare la differenza; non una diversa regola di appaiamento.
Per leggere uno schema, separa tre domande: quale filamento è vecchio, in che verso si legge lo stampo e in che verso cresce quello nuovo. La complementarità A–T e G–C determina le basi, ma non basta da sola a determinare le frecce. Un errore di copiatura può essere corretto da sistemi di controllo; ciò riduce la frequenza degli errori, senza rendere impossibile una mutazione. Il disegno didattico non rappresenta tutte le proteine e non permette di dedurre la velocità di replicazione da una singola forcella.
- Criterio
- Semiconservativa descrive l'origine dei due filamenti in ciascuna doppia elica figlia.
Come procedere
- Segna 5' e 3' dei due stampi prima di appaiare le basi.
- Fai crescere ogni nuova catena 5'→3' e riconosci quella formata in frammenti.
Esempio svolto
Lo stampo orientato 3'-GACTT-5' viene copiato. Scrivi la nuova sequenza, indicando entrambe le estremità, e spiega perché l'ordine non si inverte.
- Segno la direzione 3'→5' dello stampo: la nuova catena deve essere antiparallela e crescerà 5'→3'.
- Appaio le basi nell'ordine mostrato: G con C, A con T, C con G e le due T con due A.
- Scrivo le estremità sulla stessa riga dello stampo e ricontrollo ogni coppia senza leggere la sequenza al contrario.
Il nuovo filamento è 5'-CTGAA-3'.
Errore da evitare
Disegnare entrambi i filamenti nuovi nella stessa direzione fisica o chiamare conservativa la replicazione.
Controllo e limiti
- Lo schema semplifica enzimi e scale molecolari.
- La ripartizione tra terza e quarta è una scelta editoriale.
Prova subito
Completa il filamento nuovo per lo stampo 3'-CGTA-5'.
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 5'-GCAT-3'.
Appaio C-G e A-T mantenendo le polarità antiparallele.
Risposta: 5'-GCAT-3'.
Appaio C-G e A-T mantenendo le polarità antiparallele.
Perché uno dei due filamenti nasce in frammenti?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Perché la polimerasi estende solo in direzione 5'→3'.
L'orientamento antiparallelo dei due stampi rende discontinua una sintesi rispetto all'apertura.
Risposta: Perché la polimerasi estende solo in direzione 5'→3'.
L'orientamento antiparallelo dei due stampi rende discontinua una sintesi rispetto all'apertura.
Dopo una replicazione, quali filamenti compongono ciascuna doppia elica?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Uno parentale e uno nuovo.
È il significato del modello semiconservativo.
Risposta: Uno parentale e uno nuovo.
È il significato del modello semiconservativo.
Uno stampo è 5'-ACGT-3'. Quale sequenza complementare compare sulla riga opposta, con le polarità corrette?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 3'-TGCA-5'.
La riga opposta è antiparallela; per scriverla invece 5'→3' occorrerebbe invertire anche l'ordine delle basi.
Risposta: 3'-TGCA-5'.
La riga opposta è antiparallela; per scriverla invece 5'→3' occorrerebbe invertire anche l'ordine delle basi.
Un errore di appaiamento non corretto può rendere conservativa la replicazione? Distingui la sequenza dal modo in cui si formano le molecole figlie.
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: No: può cambiare la sequenza, ma ciascuna molecola figlia conserva ancora un filamento parentale e uno nuovo.
Una mutazione della sequenza non trasforma il meccanismo semiconservativo in conservativo.
Risposta: No: può cambiare la sequenza, ma ciascuna molecola figlia conserva ancora un filamento parentale e uno nuovo.
Una mutazione della sequenza non trasforma il meccanismo semiconservativo in conservativo.
Allineamento curricolare e fonti
- SCIENZE NATURALI · DM 211/2010, Allegato F, Liceo scientifico ordinario, parte 1 · DM 211/2010 · Allegato F · Liceo scientifico ordinario · obiettivi delle discipline
Continua lungo questo corridoio
Esercitarsi su questo: La replicazione semiconservativa del DNA