DNA, acido desossiribonucleico - Riassunto generale

Il DNA è in grado di duplicarsi, ovvero di generare da un'unica molecola madre due molecole figlie identiche. La duplicazione del DNA avviene secondo il modello semiconservativo secondo cui le molecole di DNA figlie contengono un filamento vecchio ed uno nuovo, quindi nella duplicazione le due eliche del DNA si separano ed entrambe fungono da stampo per la creazione di un nuovo filamento in modo che si creino le due nuove molecole a doppia elica. La duplicazione della doppia elica di DNA richiede innanzitutto che i due filamenti vengano separati rompendo i legami a idrogeno tra le coppie di basi azotate complementari (questo si realizza grazie all'enzima DNA elicasi, che svolgendo da una parte la doppia elica, crea dall'altra un super avvolgimento, rilassato dall'intervento dell'enzima DNA girasi). La regione in cui le due eliche sono separate e fungono da stampo per la sintesi di un filamento complementare è detta forca di replicazione. L'assemblaggio della forca di replicazione avviene a partire da una regione specifica del DNA, detta origine di replicazione. La sintesi del nuovo filamento avviene ad opera dell'enzima DNA POLMERASI che, tuttavia, non è in grado di iniziare la sintesi di una nuova catena, ma di allungare un tratto di DNA preesistente. A questo scopo, una volta avvenuta la separazione delle due eliche, l'enzima prima si crea un piccolo tratto di RNA, detto PRIMER o INNESCO, che viene allungato dal DNA polimerasi mediante l'aggiunta di nucleotidi, rispettando la complementarietà delle basi azotate. Il DNA polimerasi è anche in grado di rilevare appaiamenti non corretti e di rimuovere i nucleotidi errati grazie ad un'attività detta esonucleasi. Mediante esperimenti è stato scoperto che uno dei due filamenti viene sintetizzato in modo continuo (leading strand, filamento continuo) a partire da un unico primer, l'altro in modo discontinuo (lagging strand, filamento ritardato).

Localizzazione e funzione del DNA

Negli organismi eucarioti, il DNA è localizzato all'interno del nucleo cellulare, anche nei mitocondri e cloroplasti in piccole quantità. Nei procarioti, il DNA è invece racchiuso in un organello irregolare, privo di membrana, contenuto nel citoplasma, chiamato nucleoide. Il DNA contiene le informazioni necessarie per la produzione delle proteine, molecole formate dagli aminoacidi. La descrizione di ciascuna molecola è scritta nel DNA secondo un codice basato su 4 elementi, adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C), detti basi azotate, disposti in sequenze di diversa lunghezza e organizzati in diverse combinazioni. Ciascuna base azotata insieme a uno o più atomi di carbonio e ad uno zucchero costituisce un nucleotide. Cambiando l’ordine delle basi azotate è quindi possibile scrivere messaggi diversi che porteranno alla formazione degli aminoacidi (in tutto 20) necessari per formare le proteine. Ciascuna sequenza di 3 basi identifica un aminoacido e una sequenza di aminoacidi (uniti fra loro da un legame peptidico (Il legame peptidico è un legame covalente che si instaura tra due molecole, quando il gruppo carbossilico di una reagisce con il gruppo aminico dell'altra attraverso una reazione di condensazione))costituisce una proteina.

Forme alternative del DNA

Del DNA non esiste solo la forma B (una struttura dinamica che può assumere diverse forme ad elica), ma anche la forma A e la forma Z.