La Replicazione del DNA

La lezione da leggere

«La Replicazione del DNA: Come la Cellula Duplica il suo Genoma» è una lezione interattiva di Biologia creata con Morlex AI.

Creata da Morlex AI con Google Gemini dalla domanda di chi studia; controllata dal codice, non rivista da una persona · aggiornata il 3 novembre 2026 · Come nascono le lezioni

Imparerai

Spiegare il modello semiconservativo della replicazione del DNA
Identificare i ruoli di elicasi, primasi, DNA polimerasi III, DNA polimerasi I e ligasi
Distinguere la sintesi del filamento guida da quello ritardato mediante i frammenti di Okazaki
Descrivere il processo di correzione delle bozze (proofreading) e la replicazione dei telomeri

Il Modello Semiconservativo e la Forcella di Replicazione

Come fa una molecola di DNA a duplicarsi con precisione assoluta senza perdere nemmeno una lettera del suo codice?

Immagina di dover copiare un libro di miliardi di pagine senza fare nemmeno un errore di battitura. La cellula affronta questa sfida ogni volta che si divide, utilizzando una strategia elegante chiamata replicazione semiconservativa.

Il dilemma della copia

Quando Watson e Crick proposero la struttura a doppia elica, il meccanismo di copia divenne il mistero centrale della biologia. Si ipotizzarono tre modelli: conservativo (la vecchia elica rimane intatta e se ne crea una nuova), dispersivo (le eliche si frammentano e si mescolano) e semiconservativo (ogni nuova molecola conserva un filamento parentale e ne sintetizza uno nuovo).

L'esperimento decisivo

Nel 1958, Meselson e Stahl risolsero il dubbio in modo geniale. Coltivarono batteri di Escherichia coli in un terreno con un isotopo pesante dell'azoto ( $^{15}\text{N}$ ), incorporandolo nel DNA. Successivamente, spostarono i batteri in un terreno con azoto leggero ( $^{14}\text{N}$ ).

Dopo una sola generazione, il DNA aveva una densità intermedia, escludendo il modello conservativo. Dopo due generazioni, comparvero due bande distinte: una intermedia e una leggera. Questo confermò che ogni nuova molecola di DNA contiene esattamente un filamento originale e uno di nuova sintesi.

L'apertura della doppia elica

Questo processo avviene in punti specifici chiamati forcelle di replicazione, visibili nella nostra Mappa del macchinario molecolare. Qui, la doppia elica si apre e ciascun filamento funge da stampo per la costruzione di una copia complementare, procedendo a una velocità di circa $1000 \text{ nt/s}$ nei procarioti.

1000 nt/s: Velocità di replicazione (in E. coli)
1958: Anno dell'esperimento (Meselson e Stahl)
Modello semiconservativo: Meccanismo in cui ogni molecola di DNA figlia conserva un filamento della molecola madre e ne sintetizza uno nuovo.
Isotopo: Atomi dello stesso elemento che differiscono per il numero di neutroni, usati qui per 'marcare' il DNA.

Se l'esperimento di Meselson e Stahl avesse prodotto solo una banda di densità 'pesante' dopo la prima generazione, quale modello avremmo dovuto scartare?

Il modello semiconservativo. Se fosse stato il modello semiconservativo, avremmo ottenuto una banda di densità intermedia (un filamento pesante e uno leggero). Se avessimo ottenuto solo una banda pesante, significherebbe che il DNA originale è rimasto intatto, confermando il modello conservativo, non quello semiconservativo.

Gli Attori della Replicazione

Ogni enzima ha un ruolo specifico; ricorda che la coordinazione tra questi attori determina la fedeltà della copia.

Gestione del DNA: Enzimi che preparano il terreno srotolando e stabilizzando la doppia elica prima della sintesi.
Elicasi: Rompe i legami a idrogeno tra le basi, separando i due filamenti parentali.
Proteine SSB: Si legano al singolo filamento impedendo che si riavvolga o si degradi.
Topoisomerasi: Rimuove la tensione torsionale (superavvolgimenti) che si crea davanti alla forcella.
Sintesi: Il cuore operativo che costruisce le nuove sequenze di nucleotidi.
Primasi: Sintetizza un breve innesco (primer) di RNA, necessario per iniziare la polimerizzazione.
DNA Polimerasi III: Il principale enzima sintetizzatore: aggiunge nucleotidi esclusivamente in direzione $5' \rightarrow 3'$ .
Rifinitura: Processi finali per correggere gli errori e unire i segmenti discontinui.
DNA Polimerasi I: Rimuove l'innesco a RNA e riempie il vuoto con DNA complementare.
DNA Ligasi: Catalizza la formazione del legame fosfodiesterico finale per unire i frammenti di Okazaki.

Quale enzima interviene per rimuovere l'innesco a RNA e sostituirlo con DNA, preparando il frammento per la saldatura finale?

DNA Polimerasi I. La DNA Polimerasi I possiede attività esonucleasica 5'->3', che le permette di degradare il primer di RNA e sostituirlo con nucleotidi di DNA contemporaneamente.

Esplorazione 3D della Forcella Replicativa

Elicasi: L'enzima che apre la doppia elica, separando i filamenti parentali.
Forcella di replicazione: Il sito dinamico dove il DNA viene srotolato e copiato.
Filamento guida: Sintetizzato in modo continuo verso la forcella, in direzione $5' \rightarrow 3'$ .
Filamento ritardato: Sintetizzato lontano dalla forcella, in modo discontinuo.
Frammento di Okazaki: Breve segmento di DNA creato sul filamento ritardato prima dell'unione.

Cosa differenzia principalmente la sintesi del filamento guida da quella del filamento ritardato in questo modello?

Il filamento guida è sintetizzato in modo continuo, mentre quello ritardato è discontinuo. La DNA polimerasi lavora solo in direzione $5' \rightarrow 3'$ . Poiché i filamenti sono antiparalleli, uno viene sintetizzato verso la forcella (continuo), l'altro lontano da essa (discontinuo).

Inizio e Srotolamento: dall'Origine all'Innesco

Il punto di partenza: oriC: La replicazione nel cromosoma circolare di E. coli non avviene casualmente. Il processo inizia in un sito specifico, la sequenza di origine nota come $oriC$ . Qui, proteine iniziatrici riconoscono il sito e reclutano l'apparato replicativo, separando i due filamenti di DNA per creare la cosiddetta 'bolla di replicazione'.
L'elicasi: la cerniera molecolare: Una volta creata l'apertura iniziale, entra in gioco l'elicasi. Questo enzima avanza lungo il DNA rompendo i legami a idrogeno tra le basi azotate complementari, separando i due filamenti parentali. È lei a definire il movimento della forcella di replicazione, procedendo come una cerniera che si apre.
SSB: mantenere i filamenti separati: Il DNA a singolo filamento è chimicamente instabile e tende naturalmente a riappaiarsi o a formare strutture secondarie. Le proteine SSB (Single-Stranded Binding proteins) si legano rapidamente ai filamenti esposti, impedendo che si riassocino prematuramente e proteggendoli da eventuali danni.
Topoisomerasi: alleviare la tensione: Mentre l'elicasi srotola l'elica, a monte della forcella si accumula una tensione torsionale causata dal superavvolgimento del DNA. Se non gestita, questa tensione bloccherebbe la replicazione. La topoisomerasi (spesso chiamata DNA girasi in E. coli) interviene tagliando e risaldando il DNA, permettendo alla doppia elica di ruotare e rilasciare lo stress accumulato.
La primasi: il punto di avvio: Abbiamo i filamenti separati, ma la DNA polimerasi non sa dove iniziare: ha bisogno di un'estremità 3'-OH libera per aggiungere nucleotidi. La primasi risolve il problema sintetizzando un breve frammento di RNA (l'innesco o primer), solitamente lungo 10-12 nucleotidi, che fornisce il necessario punto di aggancio per la DNA polimerasi III.

Se in una cellula di E. coli venisse inattivata la primasi, quale sarebbe l'effetto immediato sulla replicazione?

La forcella di replicazione si aprirebbe normalmente, ma la DNA polimerasi non riuscirebbe a iniziare la sintesi. La DNA polimerasi non è in grado di iniziare la sintesi di un nuovo filamento di DNA dal nulla; richiede obbligatoriamente un'estremità 3'-OH libera, che viene fornita proprio dal primer di RNA sintetizzato dalla primasi. Senza primasi, non c'è innesco, quindi la polimerasi resta 'ferma' al palo.

Sintesi Asimmetrica: Filamento Guida e Ritardato

La DNA polimerasi è vincolata a sintetizzare esclusivamente in direzione $5' \to 3'$ . Poiché i due filamenti parentali sono antiparalleli, la cellula risolve il paradosso sintetizzando il filamento ritardato a piccoli segmenti chiamati frammenti di Okazaki, che vengono poi uniti in un secondo momento.

Direzione sintesi rispetto alla forcella: Filamento Guida: Verso la forcella (5' → 3') Filamento Ritardato: Via dalla forcella (5' → 3')
Continuità della sintesi: Filamento Guida: Continua. Filamento Ritardato: Discontinua (frammenti)
Primer necessari: Filamento Guida: Uno solo all'inizio. Filamento Ritardato: Molteplici, uno per frammento.
Lunghezza frammenti (Procarioti): Filamento Guida: N/A. Filamento Ritardato: 1000-2000 nucleotidi.
Lunghezza frammenti (Eucarioti): Filamento Guida: N/A. Filamento Ritardato: 100-200 nucleotidi.

Perché il filamento ritardato richiede la formazione continua di nuovi primer?

Perché la DNA polimerasi non può estendere un filamento in direzione $3' \to 5'$ . Esatto. Poiché la forcella di replicazione avanza srotolando il DNA, ma la sintesi deve procedere nel senso opposto per il filamento ritardato (allontanandosi dalla forcella), la cellula deve continuamente sintetizzare nuovi inneschi per permettere alla polimerasi di ricominciare la sintesi man mano che si libera nuovo stampo.

Laboratorio Molecolare: Assembla e Modula la Replicazione

Rimozione del Primer e Saldatura dei Frammenti

Il cantiere aperto: Abbiamo visto come la sintesi discontinua crei i frammenti di Okazaki. Tuttavia, ogni frammento inizia con un primer a RNA, una sequenza di nucleotidi instabile e chimicamente diversa dal DNA. Per ottenere un genoma integro, dobbiamo rimuovere questi inneschi e sostituirli con DNA genuino.
L'attività della DNA Polimerasi I: La DNA Polimerasi I è il chirurgo molecolare di questo processo. Essa possiede un'attività esonucleasica 5'->3', che le permette di degradare il primer a RNA rimuovendo i ribonucleotidi uno alla volta. Contemporaneamente, la sua attività polimerasica riempie lo spazio vuoto sintetizzando DNA, sfruttando l'estremità 3'-OH del frammento di Okazaki adiacente come innesco.
La saldatura finale: la DNA Ligasi: Anche dopo l'intervento della DNA Polimerasi I, rimane un'interruzione critica chiamata 'nick'. Il legame fosfodiesterico tra il gruppo 3'-OH dell'ultimo nucleotide inserito e il gruppo 5'-fosfato del frammento successivo non è ancora formato. La DNA Ligasi interviene per catalizzare questa reazione, sigillando il filamento e rendendo la molecola di DNA una catena continua.

Cosa accadrebbe se la cellula fosse priva di DNA Ligasi funzionale durante la replicazione?

I frammenti di Okazaki rimarrebbero separati da interruzioni (nick), rendendo il filamento discontinuo. La DNA Polimerasi I rimuove il primer, ma non può creare il legame fosfodiesterico finale tra due frammenti adiacenti. Senza la Ligasi, il filamento rimane frammentato, compromettendo l'integrità del genoma.

Fedeltà di Replicazione e il Problema delle Estremità

La cellula copia miliardi di lettere senza errori, eppure rischia di accorciare il suo codice a ogni divisione.

Correzione in tempo reale

La DNA polimerasi III non è solo un costruttore instancabile, è anche un revisore meticoloso. Durante la sintesi, se l'enzima inserisce un nucleotide errato, il legame a idrogeno non si forma correttamente, causando una deformazione nella doppia elica. La polimerasi rileva questa anomalia e inverte la rotta grazie alla sua attività esonucleasica 3'->5'.

In pratica, l'enzima torna indietro di un passo, rimuove il nucleotide sbagliato e inserisce quello corretto. Questo meccanismo di proofreading riduce il tasso di errore da 1 su $10^5$ a meno di 1 su $10^9$ , garantendo una fedeltà estrema nella trasmissione del genoma.

Il dramma delle estremità

Se la replicazione è precisa, perché i cromosomi lineari si accorciano? Il problema nasce dal filamento ritardato. Quando la DNA polimerasi I rimuove l'ultimo primer a RNA all'estremità del cromosoma, non c'è un'estremità 3'-OH libera a monte per sintetizzare il DNA di sostituzione. Di conseguenza, il segmento terminale non viene replicato e il cromosoma si accorcia a ogni ciclo cellulare.

La soluzione: i telomeri

Per evitare di perdere informazioni genetiche vitali, le estremità dei cromosomi eucariotici sono protette da sequenze ripetute non codificanti chiamate telomeri. Le cellule germinali e staminali utilizzano un enzima speciale, la telomerasi, per estendere queste sequenze. La telomerasi porta con sé uno stampo a RNA che usa per allungare il filamento parentale, permettendo alla DNA polimerasi di completare la sintesi dell'estremità e preservare l'integrità del DNA.

$10^{9}$ : Tasso di errore finale (Dopo il proofreading)
3' -> 5': Direzione esonucleasica (Attività di correzione)
Proofreading: Attività esonucleasica della DNA polimerasi che rimuove nucleotidi errati durante la sintesi.
Telomeri: Sequenze ripetitive di DNA non codificante poste alle estremità dei cromosomi lineari.
Telomerasi: Enzima che estende i telomeri usando uno stampo a RNA integrato.

Cosa accadrebbe se la DNA polimerasi III perdesse la sua attività esonucleasica 3'->5'?

Il tasso di mutazione nel genoma aumenterebbe significativamente. L'attività esonucleasica 3'->5' è fondamentale per correggere gli errori di appaiamento durante la sintesi. Senza questo controllo qualità, gli errori di replicazione non verrebbero rimossi, portando a un accumulo di mutazioni nel DNA.

Mappa Globale del Processo Replicativo

Inizio: La fase in cui il macchinario molecolare riconosce l'origine (oriC) e apre la doppia elica per esporre i filamenti stampo.
Elicasi: Rompe i legami a idrogeno tra le basi, srotolando la doppia elica.
Topoisomerasi: Rilascia la tensione torsionale causata dal superavvolgimento a monte della forcella.
Proteine SSB: Si legano ai filamenti singoli impedendo che si riassocino o vengano degradati.
Allungamento: La sintesi attiva dei nuovi filamenti di DNA, vincolata dalla direzionalità 5'->3' della DNA polimerasi.
DNA Polimerasi III: L'enzima principale che aggiunge nucleotidi complementari al filamento stampo.
Primasi: Sintetizza brevi inneschi di RNA necessari per l'avvio della polimerizzazione.
Frammenti di Okazaki: Segmenti discontinui sintetizzati sul filamento ritardato, uniti successivamente.
Maturazione: La fase finale di rifinitura che trasforma i frammenti in un filamento continuo e corregge eventuali errori.
DNA Polimerasi I: Rimuove i primer di RNA tramite attività esonucleasica e li sostituisce con DNA.
DNA Ligasi: Catalizza la formazione del legame fosfodiesterico tra i frammenti adiacenti.
Proofreading: Attività esonucleasica 3'->5' che corregge i mismatch inseriti durante la sintesi.

Quale enzima agisce per ultimo per garantire la continuità del filamento ritardato?

DNA Ligasi. La DNA Ligasi è essenziale per sigillare le interruzioni (nicks) tra i frammenti di Okazaki dopo che la DNA Polimerasi I ha sostituito il primer di RNA.

Vero o Falso: I Miti della Replicazione

La DNA polimerasi I rimuove i primer a RNA utilizzando la sua attività esonucleasica 5'->3'.

Vero. Corretto. Oltre a sintetizzare DNA, la Pol I possiede questa specifica attività che le permette di rimuovere i nucleotidi a RNA dal lato 5'.

La DNA ligasi è l'enzima responsabile dell'aggiunta di nucleotidi complementari al filamento stampo durante l'allungamento.

Falso. Errato. La ligasi salda solo le interruzioni (nicks) tra i frammenti di DNA; è la DNA polimerasi III che aggiunge i nucleotidi.

L'attività esonucleasica 3'->5' della DNA polimerasi III permette la correzione delle bozze (proofreading) durante la sintesi.

Vero. Corretto. Se viene inserito un nucleotide errato, l'attività 3'->5' permette all'enzima di rimuoverlo prima di proseguire, garantendo un'alta fedeltà.

Negli eucarioti, i frammenti di Okazaki sono generalmente più brevi (100-200 nucleotidi) rispetto a quelli dei procarioti (1000-2000 nucleotidi).

Vero. Corretto. Questa differenza di lunghezza riflette la diversa organizzazione della cromatina e la velocità di replicazione tra i due tipi di organismi.

La telomerasi è un enzima costantemente attivo in tutte le cellule somatiche umane, prevenendo l'accorciamento dei cromosomi.

Falso. Errato. La telomerasi è solitamente attiva nelle cellule staminali e germinali, ma è inattiva nella maggior parte delle cellule somatiche adulte, portando all'accorciamento dei telomeri.

Le proteine SSB (Single-Stranded Binding proteins) si legano al DNA a doppia elica per mantenerlo stabile durante la replicazione.

Falso. Errato. Le SSB si legano specificamente al filamento singolo di DNA esposto dall'elicasi, impedendo che si riassoci o formi strutture secondarie indesiderate.

L'esperimento di Meselson e Stahl ha dimostrato che la replicazione del DNA è di tipo semiconservativo.

Vero. Corretto. Meselson e Stahl usarono isotopi dell'azoto per mostrare che ogni molecola di DNA figlia conserva un filamento parentale e ne sintetizza uno nuovo.

Le topoisomerasi sono essenziali per alleviare la tensione torsionale accumulata davanti alla forcella di replicazione.

Vero. Corretto. Senza l'intervento delle topoisomerasi, il DNA si attorciglierebbe eccessivamente a causa dello srotolamento dell'elicasi, bloccando la replicazione.

Verifica delle Competenze Molecolari

Qual è il ruolo cruciale della DNA girasi (una topoisomerasi) durante la replicazione?

Rilasciare la tensione torsionale accumulata a monte della forcella di replicazione. Mentre l'elicasi srotola la doppia elica, si crea un superavvolgimento a monte. La girasi taglia e riattacca il DNA per scaricare questa tensione, permettendo alla forcella di avanzare.

Perché la primasi è un enzima indispensabile per il processo di replicazione?

Perché la DNA polimerasi non può iniziare la sintesi dal nulla, ma necessita di un'estremità 3'-OH libera. Le DNA polimerasi sono in grado solo di allungare una catena esistente. La primasi sintetizza un breve segmento di RNA (primer) che fornisce il gruppo 3'-OH necessario per l'attacco dei nucleotidi.

Perché la sintesi del filamento ritardato (lagging strand) avviene in modo discontinuo?

Perché la DNA polimerasi può sintetizzare solo in direzione 5'->3' e la forcella si apre in modo opposto alla direzione di marcia. Poiché la forcella di replicazione si apre in una direzione e la polimerasi lavora solo 5'->3', il filamento ritardato deve essere sintetizzato a piccoli tratti (frammenti di Okazaki) man mano che si libera lo stampo.

Qual è la funzione specifica della DNA polimerasi I nella maturazione dei frammenti di Okazaki?

Rimuovere i primer ad RNA e sostituirli con DNA grazie alla sua attività esonucleasica 5'->3'. La DNA pol I possiede un'attività esonucleasica 5'->3' che le permette di 'mangiare' l'RNA del primer e contemporaneamente riempire lo spazio con DNA, garantendo continuità.

Che cosa accade esattamente quando la DNA ligasi interviene sul filamento ritardato?

Catalizza la formazione di un legame fosfodiesterico tra il 3'-OH di un frammento e il 5'-fosfato del successivo. Dopo che la DNA pol I ha sostituito l'RNA con DNA, rimane un'interruzione (nick) nello scheletro zucchero-fosfato. La ligasi sigilla questo legame, rendendo il filamento continuo.

Perché la telomerasi è necessaria negli eucarioti ma non nei procarioti?

Perché i cromosomi eucariotici lineari perdono DNA alle estremità a ogni replicazione, mentre quelli circolari no. Nei cromosomi lineari, la rimozione del primer all'estremità 5' non può essere compensata, portando a un accorciamento. La telomerasi estende queste estremità, proteggendo il genoma.

Metti in Ordine la Sequenza Replicativa

Riconoscimento dell'origine di replicazione (oriC) e apertura della doppia elica.
Srotolamento della forcella ad opera dell'elicasi e rilassamento della tensione torsionale tramite topoisomerasi.
Sintesi dei brevi inneschi a RNA da parte della primasi.
Allungamento dei filamenti ad opera della DNA polimerasi III.
Rimozione dei primer a RNA e riempimento dei vuoti con DNA tramite la DNA polimerasi I.
Saldatura dei frammenti di DNA tramite la DNA ligasi.

Identifica le Componenti della Forcella

Trascina ogni etichetta sulla componente corretta della forcella di replicazione per verificare la tua comprensione del macchinario molecolare.

Schede Mnemoniche: Enzimi e Funzioni

Cosa dimostrò l'esperimento di Meselson e Stahl?: Che la replicazione del DNA è semiconservativa: ogni nuova molecola contiene un filamento parentale originale e uno di nuova sintesi.
Qual è il ruolo principale dell'elicasi nella forcella di replicazione?: Srotolare la doppia elica del DNA, separando i due filamenti parentali per renderli accessibili.
Perché le proteine SSB (Single-Stranded Binding proteins) sono essenziali?: Stabilizzano i singoli filamenti di DNA a singolo filamento, impedendo che si riassocino prematuramente o vengano degradati.
Quale enzima allevia la tensione torsionale davanti alla forcella di replicazione?: La topoisomerasi (o DNA girasi nei procarioti), che taglia e richiude il DNA per prevenire il superavvolgimento.
Perché la primasi è necessaria per iniziare la sintesi?: Perché la DNA polimerasi non può iniziare la sintesi dal nulla; la primasi fornisce un breve innesco (primer) di RNA con un'estremità 3'-OH libera.
In quale direzione chimica avviene sempre la sintesi di un nuovo filamento di DNA?: In direzione 5' $\rightarrow$ 3'.
Qual è la differenza strutturale tra la sintesi del filamento guida e quella del filamento ritardato?: Il filamento guida è sintetizzato in modo continuo; quello ritardato è sintetizzato in modo discontinuo, sotto forma di frammenti di Okazaki.
Qual è la lunghezza tipica dei frammenti di Okazaki nei procarioti rispetto agli eucarioti?: Nei procarioti sono lunghi 1000-2000 nucleotidi; negli eucarioti sono più corti, circa 100-200 nucleotidi.
Qual è il compito specifico della DNA polimerasi I?: Rimuovere i primer di RNA (tramite attività esonucleasica 5' $\rightarrow$ 3') e sostituirli con DNA.
Quale enzima unisce i frammenti di Okazaki creando il legame fosfodiesterico finale?: La DNA ligasi.
Come avviene il proofreading durante la replicazione?: La DNA polimerasi III possiede un'attività esonucleasica 3' $\rightarrow$ 5' che riconosce e rimuove i nucleotidi errati appena inseriti.
Qual è la funzione della telomerasi negli eucarioti?: Estendere le estremità dei cromosomi lineari (telomeri), evitando la perdita di informazione genetica a ogni divisione cellulare.

Sfida Clinica e Genetica: Diagnostica il Blocco Replicativo

Sei in un laboratorio di genetica molecolare. Hai isolato un ceppo mutante di Escherichia coli che non riesce a completare la divisione cellulare. Analizzando il DNA in fase di replicazione tramite tecniche biochimiche e microscopia, devi identificare quale enzima è difettoso basandoti sulle anomalie osservate nelle repliche. Ogni problema analizza un diverso malfunzionamento del complesso replicativo.

Le osservazioni mostrano che la forcella di replicazione non riesce ad avanzare perché il DNA a monte è talmente superavvolto da bloccare l'elicasi. Quale enzima è probabilmente mutato?

Topoisomerasi (DNA Girasi) La topoisomerasi (o DNA girasi in E. coli) è essenziale per rilassare i superavvolgimenti positivi che si accumulano davanti alla forcella di replicazione a causa dell'apertura della doppia elica.

Il DNA viene correttamente srotolato e i primer ad RNA sono posizionati, ma non si osserva alcuna sintesi di DNA. Quale enzima manca o è disfunzionale?

DNA Polimerasi III. La DNA Polimerasi III è l'enzima principale responsabile della sintesi del nuovo filamento di DNA aggiungendo nucleotidi all'innesco.

Osservi che sul filamento ritardato si formano regolarmente i frammenti di Okazaki, ma questi non vengono mai uniti tra loro. Quale enzima è difettoso?

DNA Ligasi. La DNA ligasi ha il compito specifico di saldare i frammenti di Okazaki formando il legame fosfodiesterico che unisce il filamento neosintetizzato.

Analizzando il DNA neosintetizzato, noti che i segmenti di RNA (primer) rimangono attaccati al filamento di DNA e non vengono sostituiti. Quale enzima è responsabile di questo errore?

DNA Polimerasi I. La DNA Polimerasi I rimuove i primer ad RNA grazie alla sua attività esonucleasica 5'->3' e riempie lo spazio vuoto con DNA.

Il ceppo mutante sopravvive, ma mostra un tasso di mutazione 1000 volte superiore al normale. Quale funzione specifica della DNA Polimerasi III è probabilmente compromessa?

Attività esonucleasica 3'->5' (proofreading) L'attività esonucleasica 3'->5' della DNA Polimerasi III permette di rimuovere nucleotidi errati appena inseriti, garantendo la fedeltà della replicazione (proofreading).