Struttura e denaturazione dell'acido desossiribonucleico

Struttura del DNA

Il DNA è una doppia elica destrorsa, intuita da Watson e Crick nel 1952 grazie a studi di cristallografia in collaborazione con Wilkins e Franklin.
Ha un diametro costante di 2nm, è una struttura unica, estremamente dinamica, si può aprire e richiudere poiché tenuta insieme da legami deboli, legami a H, che si stabiliscono tra coppie di basi. Questi legami a H sono legami obbligati:

• l’adenina forma 2 legami a idrogeno con la timina

• la citosina forma 3 legami a idrogeno con guanina

Visto il diametro costante, abbiamo per forza legami tra purine e pirimidine. Come tutti i legami a idrogeno sono legami deboli che possono essere rotti, nel caso del DNA per aprire la doppia elica (per trascrizione o replicazione): c'è un dispendio energetico per farlo, ma è relativamente contenuto.

Per il DNA la denaturazione è reversibile ed è operata da enzimi, le elicasi. Possiamo anche denaturare il DNA col calore (oltre che con una soluzione alcalina, che però lo danneggia). La temperatura fornisce l'energia necessaria per la rottura dei legami H. Possiamo monitorare il processo, in base a certi parametri possiamo infatti stabilire se tutte le molecole del DNA sono state denaturate, cioè si presentano come filamento singolo. È un processo reversibile dal momento che se noi lasciamo raffreddare la soluzione, tornando a temperatura fisiologica, spontaneamente i due singoli filamenti di DNA si riappaiano grazie alla regola della complementarità delle basi: a differenza delle proteine quindi, soprattutto se denaturiamo con alte temperature, la denaturazione è reversibile.