Concetti Chiave
- L'aumento della temperatura provoca un incremento dell'assorbanza del DNA fino alla denaturazione completa, fenomeno noto come effetto ipercromico.
- L'effetto ipercromico si verifica perché le basi azotate assorbono più luce UV quando esposte nel DNA a singolo filamento.
- Il punto Tm identifica la temperatura alla quale si raggiunge il 50% dell'aumento dell'assorbimento della luce UV, variando con la percentuale di coppie GC nel DNA.
- La rinaturazione del DNA denaturato inizialmente è lenta, accelerando dopo il primo contatto di riconoscimento tra i filamenti.
- Questa tecnica ha rivoluzionato la biologia molecolare, consentendo l'amplificazione specifica di sequenze di DNA da quantità limitate.
Effetto ipercromico e denaturazione
Man mano che aumento la temperatura della soluzione aumenta l'assorbanza, fino ad arrivare a un certo valore massimo (1.4): a questo valore di
assorbanza tutte le molecole del DNA della soluzione sono denaturate. Questo fenomeno si chiama effetto ipercromico: l'assorbimento della luce UV è a carico delle basi azotate, che sono più esposte nel DNA a singolo filamento che in quello a doppio filamento, dove sono nascoste all'interno dell'elica.
Temperatura di fusione del DNA
Ai biologi interessa un punto, una temperatura, Tm, la temperatura alla quale si ottiene il 50% dell'aumento dell'assorbimento della luce UV. Questo Tm varia da DNA a DNA. Tanto più alta percentuale di coppie GC tanto più alto il Tm.
Se lascio raffreddare la soluzione di DNA denaturato, la rinaturazione è inizialmente lenta, poi accelera:
inizialmente ci sono milioni di contatti casuali tra i due filamenti, ma quando c'è il primo evento di riconoscimento (molto difficile da ottenere) da qui si crea un nucleo iniziale di rinaturazione e da qui in poi la rinaturazione sarà molto più veloce. Questa tecnica ha rivoluzionato la biologia e la diagnostica molecolare, permette infatti di ottenere in poco tempo quantità di DNA sufficienti per fare test partendo da quantità molto limitate. È una tecnica altamente specifica, in condizioni opportunamente stabilite si amplifica solo la sequenza che interessa.