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La cromatina è costituita da fibbre di proteine, DNA e una piccola quantità di RNA. Le proteine più abbondanti sono gli istoni, che sono la parte strutturale della cromatina e che hanno il ruolo di condensare il DNA. Le unità costituite da DNA e istoni, ovvero le unità organizzative di base della cromatina, sono i nucleosomi. I telomeri sono sequenze ripetute di lunghi tratti di DNA

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Negli eucarioti, gran partendel DNA che codifica proteine è costituita da sequenze ripetute che possono essere di 3 tipi:
Le ripetizioni brevi in tandem sono sequenze lunghe da1 a 5 bp che si ripetono fino a 100 volte,
le sequenze moderatamente ripetute sono presenti da 10 a 100 volte nei genomi eucariotici e alcune codificano per gli RNA utilizzati nella sintesi proteica.
Le sequenze altamente ripetute sono le più numerose possono comparire anche in milioni di copie e sono sparze in tutto il genoma

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I primi studi condotti sul DNA delle cellule eucariotiche hanno rivelato due fatti interessanti. In primo luogo ogni cellula della stessa specie contiene la stessa quantità di DNA, ma tra specie diverse ci possono essere differenze anche notevoli. Il secondo fatto è che in tutte le cellule eucariotiche esiste una grandissima quantità di DNA le cui funzioni sono poco conosciute.

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Il genoma degli eucarioti è più grande di quello dei procarioti ed è suddiviso in numerosi cromrosomi lineari. La maggior parte degli eucarioti è costituita da organismi pluricellulari formati da cellule altamente specializzate a svolgere diverse attività.

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il patrimonio genetico di una cellula procariotica è un cromosoma circolare costituito da una sola molecola di DNA a doppio filamento. Oltre al DNA cromosomico molti batteri possiedono altre molecole circolari di DNA chiamate plasmidi che possono contenere da poche decine a un centinaio di geni. Anche i plasmidi possiedono un punto di origine della replicazione e si possono replicare autonomamente

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La replicazione del DNA avviene con un grado di precisione elevatissimo grazie a dei diversi sistemi di controllo che agiscono durante la sintesi del nuovo filamento del DNA. Il primo meccanicismo è la selezione delle basi: le DNA polimerasi sono in grado di formare legame fosfodiesterico tra due nucleotidi solo se questi sono già appaiati correttamente ai loro nucleotidi complementari sul filamento stampo. Il secondo meccanicismo di controllo è basato sulla capacità di CONTROLLARE OGNI NUCLEOTIDE DOPO CHE è stato aggiunto.

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Il filamento più importante è quello lento, procede in modo discontinuo e a ritroso, a partire dalla forcella di replicazione e operando su segmenti più piccoli del DNA che si chiamano frammenti di Okazaki.

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Le DNA polimerasi sono enzimi dalla forma che ricorda una mano semiaperta: il palmo contiene il sito attivo dell'enzima e avvicina i nucleotidi allo stampo. Le DNA polimerasi aggiungono nucleotidi solo all'estremità 3' di una catena. di consegueza l'allungamento dei due filamenti procede in modo diverso

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La replicazione ha inizio quando un complesso proteico detto complesso di replicazione si lega al DNAin corrispondenza di uns sequenza di basi chiamata origine di replicazione. La replicazione avviene in due direzioni opposte rispetto al punto di origine, perciò è definita bidirezionale

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Questa replicazione si svolge in 2 fasi e richiede inoltre la presenza di molecole tra cui enzimi e nucleotidi. Nella orima fase gli enzimi elicasi e topoisomerasi spezzano i legami a idrogeno tra le coppie di basi appaiate e despiralizzano la doppia elica del DNA, nella seconda fase avviene una sintesi dei nuovi filamenti grazie alle DNA polimerasi, saldandoli mediamente legami fosfodiesterici.

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Watzon e Crick suggerivano una modalità di replicazione del DNA di tipo semiconservativo. Si scoprì che il suggerimento era corretto: ogni filamento della molecola parentale funziona da stampo per un nuovo filamento

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Secondo il loro modello il DNAè composto da una doppia elica costituita da due catene di polinucleotidi: i nucleotidi sono tenuti insieme da un legame covalente tra il gruppo fosfato sul carbonio in posizione 5' di un nucleoide e il carbonio 3' del nucleotide successivo. Ciò porta alla creazione dello scheletro zucchero-fosfato

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All'inizio degli anni 50 i due scienziati Waston e Crick collaborarono per elaborare un modello tridimensionale del DNA, e nel giro di 3 anni pubblicarono sulla rivista Nature il loro modello del DNA che spiegava le proprietà del DNA facendo aprire molte strade.

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Nello stesso tempo Franklin e Wilkins, due biofisici, utilizzarono i raggi x per studiare la disposizione degli atomi nel DNA e scoprirono che esso ha una struttura a forma di elica destrogina

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Nel 1950 il chimico Chargaff pubblicò uno studio del DNA mettendolo a confronto con gli organismi di specie diverse, e riscontrò aspetti comuni, queste relazioni furono chiamate Regole di Chargaff

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Successivamente Avery, un ricercatore, ipotizzò che il fattore di trasformazine fosse un materiale genetico, costituito da DNA. Nello stesso periodo un gruppo di biologi tra cui Hershey e Chase progettarono un esperimento che conentivano di rintracciare molecole virali lungo il loro ciclo vitale. Marcando il DNA con il fosforo radioattivo, gli scienziati dimostrarono che il materiale genetico dei fagi è costituito da DNA.

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I risultati indicavano che nei batteri S uccidi esisteva una sostanza che produceva in loro un cambiamento ereditario: questa sostanza poi fu nominata come FATTORE DI TRASFORMAZIONE

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Il ceppo S era formato da cellule che producevano colonie dalla superficie liscia e lucida,
Il ceppo R produceva colonie dalla superficie irregolare. Inoculò in alcuni topi gli pneumococchi del ceppo S e notò che i topi non potevano più infettare.  Quando somministrò a un altro gruppo di topi dei batteri S morti e dei batteri R vivi notò che i topi morivano.

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Quando iniziarono gli esperimenti sul DNA?

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Quando iniziarono gli esperimenti sul DNA?

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Il primo esperimento avvenne nel 1928, da parte del medico Griffith. Il suo scopo era quello di trovare un vaccino contro lo pneumococco. Griffith lavorava su 2 diversi ceppi di pneumococco.

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Il materiale ereditario fu isolato per la prima volta nel 1869 da Miescher. La sostanza isolata da Miescher proveniva dal nucleo dei globuli bianchi sulle bende usate negli ospedali, così ottenne il nome di NUCLEINA, e dopo di aver scoperto le sue proprietà chimiche fu rinominata acido nucleico e poi acido dessoribonucleico DNA per distinguerla dal RNA.

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Ciò segnò l'inizio di un fruttoso e affascinante campo di ricerche: LA GENETICA MOLECOLARE

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All'inizio degli anni 40 del 900 alcuni genetisti pensavano che sarebbe stato possibile capire i meccanicismi ereditari utilizzando solo le sostanze chimiche dei cromosomi