Storia del DNA - il ruolo della donna nella scienza moderna

Scoperte fondamentali sul DNA

1928: Griffith scopre l’esistenza di un “fattore trasformante”

1944: Avery scopre che il fattore trasformante è il DNA, non le proteine

1952: Hershey e Chase confermano che il fattore trasformante è il DNA

1953: Watson e Crick scoprono la struttura a doppia elica del DNA

Erwin Chargaff scopre che vi è lo stesso rapporto fra coppie di basi azotate (fra C-G e A-T).

Contributi di Watson, Crick e Franklin

Prima di arrivare a scoprire la struttura del DNA che è oggi ritenuta la più attendibile (sperimentale, viste le dimensioni è impossibile verificare la correttezza di queste strutture), Watson e Crick (Cambridge) pensarono che il DNA avesse tre eliche e che le basi azotate fossero all’esterno. Rosalind Franklin e Wilkins (Londra), che stavano anch’essi partecipando alla ricerca della struttura del DNA, notarono l’errore e bandirono Watson e Crick dal laboratorio, i quali alla fine si servirono proprio di una cristallografia di Franklin (“foto 51”) per dedurre la struttura. Linus Pauling fu ricercatore in USA. Fu un periodo di corsa alla scoperta e boom della fisica.

Struttura e funzione del DNA

La struttura ottenuta era in grado di spiegare la stabilità della vita, la costanza delle trasmissioni genetiche, le mutazioni e la loro influenza sull’evoluzione. La struttura spiega anche come avviene la duplicazione (> legami a idrogeno deboli, si rompono facilmente per permettere la separazione dei due filamenti e la formazione di nuovi > duplicazione).

Tecniche di cristallografia a raggi X

Cristallografia a raggi x: tecnica in cui l'immagine, prodotta dalla diffrazione dei raggi X, viene registrata e analizzata per rivelare la natura del reticolo. In genere, questo porta a determinare il materiale e la struttura molecolare di una sostanza, trovando la posizione esatta degli atomi che compongono una certa molecola > molto difficile trattandosi di una macromolecola e di tecniche ancora poco all’avanguardia.

Dettagli del modello a nastro

Modello a nastro. Diametro elica: 2nm, distanza tra due coppie di basi azotate: 0,34nm, ogni 10 coppie di basi azotate: 3,4nm la doppia elica forma un’ansa (giro completo su se stessa) e poi torna dritta. L’elica non è perfettamente simmetrica, le anse sono diverse e inclinate.

Rappresentazione molecolare/computerizzata. Secondo il principio della complementarietà delle basi, A-T: 2 legami a idrogeno, C-G: 3 legami a idrogeno. Gruppo fosfato e base azotata (parte invariabile del DNA) costituiscono lo scheletro zucchero-fosfato. I due filamenti della doppia elica corrono in direzioni opposte, sono detti antiparalleli. Uno è detto 3’, l’altro è detto 5’.

Composizione e legami del DNA

Un nucleotide è composto da tre sostanze:

al centro il desossiribosio (zucchero pentoso, 5 atomi di carbonio) è legato con un legame covalente al carbonio 1

una base azotata (composto eterociclico: composta da atomi di azoto) il legame si chiama glicosidico (tra il carbonio 1 e l’azoto), al carbonio 5 è legato

un gruppo fosfato, responsabile dell'acidità del DNA, il quale si lega al carbonio tre di quello precedente tenendo così assieme il filamento del nucleotide. legame 3,5 fosfodiestere (legame covalente molto forte; 3,5 sono atomi di carbonio dove avviene il legame - fosfo rappresenta il gruppo fosfato - estere quando reagisce l’acido, gruppo fosfato, e alcool, monosaccaridi).

Tipi di nucleotidi e basi azotate

Esistono 4 tipi di nucleotidi perché ci sono 4 basi azotate: Adenina e Guanina (vengono chiamate purine in quanto formate da un doppio anello) e Citosina e Timina (pirimidine). Le basi sono complementari a quelle di un altro filamento, quindi, stanno sempre in coppia: A-T e G-C. Sono legate da legami idrogeno (molto deboli) per far sì che quando si dividono lo scheletro mi fa da stampo per crearne una nuova complementare.

Ruolo del DNA e della cristallografia

Il DNA è composto da due filamenti di nucleotidi avvolti a formare una doppia elica. Sappiamo che è a doppia elica grazie al contributo dato da Rosalind Franklin che grazie alla cristallografia a raggi X è riuscita a vedere la sua forma. La parte che sorregge l’elica è chiamata scheletro zucchero-fosfato.

• DNA
• RNA
• Acido desossiribonucleico
• Acido ribonucleico
• Doppia elica
• Elica unica
• A-T-C-G
• A-U(Uracile)-C-G
• Si trova nel nucleo
• Nel nucleo e nel citoplasma
• Depositario delle informazioni genetiche (proteine)
• Intermediario tra DNA e la costruzione delle proteine

Tipi di RNA e loro funzioni

Esistono 3 tipi di RNA:

1. MRNA messaggero: copia di un gene che trasporta il messaggio;
2. TRNA trasporto: molecola che preleva gli aminoacidi utili per costruire la proteina le cui istruzioni sono sul messaggero;
3. RRNA ribosomiale: forma i ribosomi (strutture citoplasmatiche dove avviene la traduzione delle proteine).