{"id":12913,"date":"2017-05-04T19:32:30","date_gmt":"2017-05-04T17:32:30","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/?p=12913"},"modified":"2024-02-25T18:36:40","modified_gmt":"2024-02-25T17:36:40","slug":"la-sintesi-replicazione-del-dna","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/la-sintesi-replicazione-del-dna\/","title":{"rendered":"La sintesi o replicazione del DNA"},"content":{"rendered":"<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"alignleft size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"315\" height=\"635\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/315px-DNA_replication_split.svg_.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-12915\" style=\"width:157px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/315px-DNA_replication_split.svg_.png 315w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/315px-DNA_replication_split.svg_-149x300.png 149w\" sizes=\"auto, (max-width: 315px) 100vw, 315px\" \/><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p>La <strong>sintesi del DNA<\/strong> avviene durante la fase S del ciclo cellulare attraverso la duplicazione del DNA parentale e la formazione di due molecole di DNA identiche distribuite poi nelle due cellule figlie in seguito alla divisione cellulare.<br>In pratica, ciascuno dei due filamenti serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento complementare, per cui la cellula figlia avr\u00e0 un filamento originale derivante dal DNA parentale, e un filamento complementare neosintetizzato, per questo motivo la replicazione del DNA \u00e8 definita <strong>semi-conservativa<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p>La sintesi del DNA viene controllata da vari enzimi e proteine, tra cui la DNA polimerasi, diversa per ogni organismo.<br>Nelle cellule procariotiche esistono tre tipi di DNA polimerasi: la <strong>DNA polimerasi III<\/strong> che \u00e8 deputata alla replicazione del DNA con attivit\u00e0 di sintesi in direzione 5\u2019 -> 3\u2019 con velocit\u00e0 di circa 1000 nucleotidi al secondo; la <strong>DNA polimerasi I<\/strong> ha il compito di replicazione e riparazione del filamento di DNA e la <strong>DNA polimerasi II<\/strong> che ha solo il compito di riparare il filamento. La riparazione \u00e8 dovuta ad attivit\u00e0 di esonucleasi 3\u2019 -> 5\u2019 con correzione degli errori che avvengono durante la sintesi.<br>Nelle cellule eucariotiche esistono invece tre principali classi di DNA polimerasi:<\/p>\n\n\n<div id=\"bmscience2619664429\" style=\"margin-top: 15px;margin-left: 15px;float: right;\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/4l0itd4\" target=\"_blank\" aria-label=\"Version 1.0.0\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/375c5d7b-d907-4b85-ab16-7da7edcd9a38.jpg\" alt=\"\"  srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/375c5d7b-d907-4b85-ab16-7da7edcd9a38.jpg 300w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/375c5d7b-d907-4b85-ab16-7da7edcd9a38-180x150.jpg 180w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" width=\"300\" height=\"250\"   \/><\/a><\/div>\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Le <strong>DNA polimerasi DNA-dipendenti ad alta fedelt\u00e0:<\/strong> definite \u201cDNA-dipendenti\u201d perch\u00e9 usano il filamento stampo di DNA per la sintesi del filamento complementare, e definite \u201cad alta fedelt\u00e0\u201d perch\u00e9 sono dotate di attivit\u00e0 esonucleasica 3\u2019 -&gt; 5\u2019 di correzione degli errori con alta fedelt\u00e0 di replicazione (1 errore ogni 10 nucleotidi copiati). Nel nucleo queste polimerasi sono la <strong>DNA polimerasi <\/strong><strong>\u03b1<\/strong> e <strong>\u03b4<\/strong> con velocit\u00e0 di sintesi pari a circa 50 nucleotidi al secondo, mentre la riparazione \u00e8 dovuta alla <strong>DNA polimerasi \u03b5<\/strong> che \u00e8 in grado di identificare le basi disposte in maniera errata, tagliare il segmento di DNA con l\u2019errore e sintetizzare il DNA corretto. Nei mitocondri, invece, la sintesi e riparazione del DNA sono modulate dalla <strong>DNA polimerasi \u03b3<\/strong>.<\/li>\n\n\n\n<li>Le <strong>DNA polimerasi DNA-dipendenti a bassa fedelt\u00e0<\/strong>: sono DNA polimerasi che hanno un tasso di errore 20.000 volte maggiore alle DNA polimerasi ad alta fedelt\u00e0.<\/li>\n\n\n\n<li>Le <strong>DNA polimerasi RNA-dipendenti (trascrittasi inverse)<\/strong>: sono enzimi che sintetizzano il DNA a partire da uno stampo di RNA, come l\u2019enzima telomerasi, deputato alla sintesi dei telomeri.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n<div id=\"bmscience3829310158\" style=\"margin-top: 15px;margin-bottom: 15px;margin-left: auto;margin-right: auto;text-align: center;\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/4oEoTiW\" target=\"_blank\" aria-label=\"07ecff3c-2691-4fae-b229-957011848e28._CR0,0,3000,600_SX1920_\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/07ecff3c-2691-4fae-b229-957011848e28._CR003000600_SX1920_.jpg\" alt=\"\"  srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/07ecff3c-2691-4fae-b229-957011848e28._CR003000600_SX1920_.jpg 1920w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/07ecff3c-2691-4fae-b229-957011848e28._CR003000600_SX1920_-300x60.jpg 300w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/07ecff3c-2691-4fae-b229-957011848e28._CR003000600_SX1920_-1024x205.jpg 1024w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/07ecff3c-2691-4fae-b229-957011848e28._CR003000600_SX1920_-768x154.jpg 768w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/07ecff3c-2691-4fae-b229-957011848e28._CR003000600_SX1920_-1536x307.jpg 1536w\" sizes=\"auto, (max-width: 1920px) 100vw, 1920px\" width=\"1920\" height=\"384\"  style=\"display: inline-block;\" \/><\/a><\/div>\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"alignleft is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"300\" height=\"218\" src=\"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/310px-Forca_replicativa-300x218.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-12914\" style=\"width:276px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/310px-Forca_replicativa-300x218.jpg 300w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/310px-Forca_replicativa.jpg 310w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p>Nelle fasi iniziali della duplicazione, si ha l\u2019intervento dell\u2019enzima <strong>topoisomerasi II<\/strong>, che taglia un filamento del DNA favorendone lo svolgimento.<br>La replicazione avviene poi in punti specifici detti <strong>origine di replicazione<\/strong>. Nei procarioti si ha solo un\u2019origine, mentre nelle cellule eucariotiche sono attive pi\u00f9 origini di replicazione contemporaneamente, motivo per cui la fase S ha una breve durata (1-2 h).<br>A livello delle origini viene a formarsi la <strong>forcella di replicazione<\/strong>, un punto di biforcazione della doppia elica parentale, in cui interviene l\u2019enzima <strong>elicasi<\/strong> che determina il progressivo srotolamento della doppia elica del DNA parentale, favorendo la separazione dei due filamenti di DNA con formazione del <strong>filamento guida<\/strong> (<em>leading strand<\/em>) e del <strong>filamento lento<\/strong> (<em>lagging strand<\/em>), cos\u00ec chiamato perch\u00e9 la sua sintesi avviene in modo pi\u00f9 lento rispetto a quella del filamento guida.<br>Nella sintesi del DNA intervengono anche le <strong>proteine SSB <\/strong>(<em>Single strand-binding protein<\/em>) che si legano ai filamenti denaturati impedendo che questi possano riavvolgersi a formare la doppia elica che bloccherebbe la replicazione.<br>La sintesi dei filamenti si deve all\u2019intervento dell\u2019enzima <strong>DNA polimerasi \u03b1<\/strong>, che usa i precursori dNTP, cio\u00e8 i deossinucleosidi trifosfato (dATP, dCTP, dGTP, dTTP), da cui derivano i nucleotidi. Tuttavia, prima di iniziare la sintesi, \u00e8 necessario l\u2019intervento dell\u2019enzima <strong>primasi<\/strong> che catalizza la sintesi di un <strong>primer innesco<\/strong>, un corto filamento di RNA costituito da 3-5 nucleotidi che presenta un gruppo \u2013OH libero all\u2019estremit\u00e0 3\u2019 dove la DNA polimerasi aggiunge nuovi nucleotidi complementari al filamento stampo, unendo i nucleotidi in successione mediante legami fosfodiesterici in direzione 5\u2019->3\u2019. L\u2019energia necessaria alla reazione \u00e8 fornita dall\u2019idrolisi del pirofosfato (PPi) ad opera di una pirofosfatasi.<\/p>\n\n\n<div id=\"bmscience2678535992\" style=\"margin-top: 15px;margin-bottom: 15px;margin-left: auto;margin-right: auto;text-align: center;\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/3EDOPus\" target=\"_blank\" aria-label=\"Version 1.0.0\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/6116kr4sJYL._SX3000_.jpg\" alt=\"\"  srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/6116kr4sJYL._SX3000_.jpg 2001w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/6116kr4sJYL._SX3000_-300x71.jpg 300w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/6116kr4sJYL._SX3000_-1024x242.jpg 1024w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/6116kr4sJYL._SX3000_-768x182.jpg 768w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/6116kr4sJYL._SX3000_-1536x363.jpg 1536w\" sizes=\"auto, (max-width: 2001px) 100vw, 2001px\" width=\"2001\" height=\"473\"  style=\"display: inline-block;\" \/><\/a><\/div>\n\n<div class=\"wp-block-image wp-image-12918\">\n<figure class=\"alignright is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"744\" height=\"262\" src=\"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/aspjpeg-e1493912978534.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-12918\" style=\"width:404px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/aspjpeg-e1493912978534.jpg 744w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/aspjpeg-e1493912978534-300x106.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Esempio di forcella di replicazione<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p>La sintesi del DNA \u00e8 <strong>asimmetrica<\/strong> e <strong>semi-discontinua<\/strong> perch\u00e9 il DNA \u00e8 costituito da 2 filamenti complementari e antiparalleli, il filamento lagging e il filamento leading.<br>La sintesi del filamento guida avviene in direzione 5\u2019-&gt;3\u2019, nella direzione di movimento della forcella di replicazione, con sintesi continua perch\u00e9 la DNA polimerasi aggiunge nucleotidi in successione al gruppo \u2013OH libero in 3\u2019.<br>La sintesi del filamento lento avviene sempre in direzione 5\u2019-&gt;3\u2019, ma in direzione opposta al movimento della forcella di replicazione e in modo discontinuo perch\u00e9 viene sintetizzato in piccoli segmenti detti <strong>frammenti di Okazaki<\/strong>, lunghi 100-1000 nucleotidi, ciascuno sintetizzato a partire da un primer a RNA. Questi frammenti vengono poi uniti dall\u2019enzima <strong>DNA ligasi<\/strong> che catalizza la formazione di un legame fosfodiestere tra il gruppo \u2013OH 3\u2019 dell\u2019estremit\u00e0 di un frammento di Okazaki e il gruppo fosfato 5\u2019 del frammento di Okazaki adiacente, formando un filamento continuo.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>Fonte: <a href=\"https:\/\/it.wikipedia.org\/wiki\/Replicazione_del_DNA\">Wikipedia<\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n<div id=\"bmscience1667790644\" style=\"margin-top: 15px;margin-bottom: 15px;margin-left: auto;margin-right: auto;text-align: center;\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/4l4RJrz\" target=\"_blank\" aria-label=\"Exp_Storefront_Banner_DT_3000X400_IT\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/Exp_Storefront_Banner_DT_3000X400_IT-scaled.jpg\" alt=\"\"  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