Appunti di biochimica: il Dna polimerasi

Tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Prima di iniziare a capire nello specifico cos'è il DNA polimerasi e le sue proprietà, cerchiamo di comprendere cosa intendiamo dire col termine biochimica. La biochimica nasce dall'unione di due termini largamente usati in ambito scientifico, ovvero biologia e chimica. Quindi, in altre parole, la biochimica non è altro che lo studio della chimica della vita, vale a dire i processi chimici che regolano le trasformazioni dei componenti delle cellule, come proteine, carboidrati, lipidi e altre biomolecole. Questa guida si prefigge di creare degli appunti di biochimica e spiegare le DNA polimerasi. Dato lo spazio ridotto, questa guida non è assolutamente sufficiente a spiegare nel dettaglio quello di cui stiamo parlando, ma basterà per fornire le basi che vi permetteranno di intraprendere studi in merito. A questo scopo vi indirizziamo ad un libro molto completo, fondamentale per capire i segreti dietro questa meravigliosa scienza.

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Definizioni generali

Il DNA, dal punto di vista chimico, è un polimero, ovvero una molecola dall'elevato peso molecolare, costituito da monomeri chiamati nucleotidi. Nello specifico i monomeri sono gruppi di molecole semplici che hanno la capacità di combinarsi ricorsivamente con molecole simili o complementari, dette alla fine macromolecole. I nucleotidi sono unità ripetitive degli acidi nucleici. Questi ultimi sono utili ai fini del trasporto delle informazioni genetiche delle varie entità biologiche, come virus e cellule. Tutti i nucleotidi sono costituiti da tre componenti fondamentali: un gruppo fosfato, il deossiribosio e una base azotata che si lega al deossiribosio con legame N-glicosidico. Il primo è un gruppo formato da un anione fosfato che si va ad unire con un gruppo organico attraverso uno dei suoi legami ossigeno. Il secondo è uno dei monosaccaridi fondamentali nell'organismo umano, mentre il terzo cambia a seconda del contesto di volta in volta.

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Dna polimerasi

Tutte le DNA polimerasi hanno però bisogno di un innesco, detto primer, da cui far partire la sintesi. Tali inneschi possono essere sia di DNA sia di RNA. Le cellule procariotiche o eucariotiche dispongono di diverse polimerasi anche se solo una di esse ha la funzione di replicarsi. Nelle cellule procariotiche, organismi unicellulari privi di nucleo che si riproducono per scissione binaria, tra le prime esistenti nel mondo acquatico, esistono tre diverse polimerasi. L'enzima meglio conosciuto è il DNA polimerasi I, ovvero l'enzima predisposto, non tanto per la replicazione, ma piuttosto per la riparazione del DNA danneggiato. Si rimanda infine ad uno studio più approfondito per capire in pieno il completo funzionamento di questi enzimi. Un articolo molto interessante, che vi aiuterà a capire quello di cui stiamo parlando in questo paragrafo, è riconducibile a questo link.

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Proofreading

Le DNA polimerasi sono enzimi che catalizzano la polimerizzazione di un filamento di DNA a partire dal deossiribonucleotidi trifosfato a un altro filamento usato come stampo. Sono enzimi che si occupano della replicazione e di alcune riparazioni del DNA. Una delle funzioni essenziali all'alta fedeltà di polimerizzazione rispetto allo stampo, è la capacità di riconoscere eventuali errori e tornare indietro idrolizzando i nucleotidi polimerizzati e ripolimerizzandoli nuovamente. Questa funzione è detta proofreading o correzione di bozze. Questo processo, scoperto intorno alla metà degli anni '70, è di fondamentale importanza e fa capire quanto sia speciale la nostra evoluzione, capace di correggere in corsa i suoi stessi errori. Almeno una delle polimerasi batteriche è inoltre in grado di idrolizzare nucleotidi che le si trovino in direzione di marcia inversa. Durante la replicazione serve per farle rimpiazzare gli inneschi a RNA con del DNA vero e proprio.
Buono studio!

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