Concetti Chiave
- La struttura tridimensionale del DNA è stata ricostruita nel 1953 da James D. Watson e Francis H. Crick, basandosi su dati di diffrazione dei raggi X forniti da M. Wilkins e R. Franklin.
- Il modello Watson-Crick descrive il DNA come composto da due filamenti a elica, principalmente di tipo B, con una distanza costante tra le emieliche e un diametro di circa 20 Å.
- La stabilità della struttura del DNA è garantita dai legami idrogeno tra adenina e timina, e tra guanina e citosina, mantenendo un'uguaglianza quantitativa tra le basi complementari.
- Le emieliche del DNA sono complementari, poiché ogni sequenza di basi di un filamento corrisponde a una sequenza specifica sull'altro filamento.
- Le emieliche sono antiparallele, con polarità opposta, permettendo interazioni tra le basi grazie alla direzione contrapposta dei legami fosfodiesterici.
Scoperta della struttura del DNA
Le struttura tridimensionale del DNA fu ricostruita alla Cambridge University nel 1953, da parte di un americano James D. Watson, e di un inglese, Francis H. Crick.
Il modello era essenzialmente basato su dati di diffrazione dei raggi X, ottenuti da M. Wilkins e R. Franklin (FIa. 4.25). I raggi X, incidendo su un aggregato di atomi, vengono deviati dai gusci elettronici e i raggi deviati, proiettati su una emulsione
fotografica, danno luogo a macchie di diffrazione, che permettono di risalire alla disposizione degli atomi stessi.
Modello Watson-Crick e basi del DNA
Il DNA, secondo il modello Watson-Crick, è costituito da due filamenti con avvolgimento ad elica; il più diffuso è l’avvolgimento destrorso, del tipo B, ma esistono anche eliche del DNA caratterizzate da una diversa struttura secondaria (tipo A e Z). Nel DNA, tipo B, la distanza fra le emieliche è costante e il diametro è dell’ordine di 20 A; legami idrogeno fra le basi che si affrontano all’interno dell’elica e interazioni idrofobiche fra le stesse stabilizzano la struttura.
L’adenina (A) è unita mediante due legami idrogeno alla timina (T),la guanina (O) mediante tre legami alla citosina (C), quindi la quantità di A è sempre uguale a quella di T e quella di G uguaglia la quantità di C.
Caratteristiche delle emieliche del DNA
Le due emieliche, per la reciproca distribuzione delle basi risultano complementari, poiché ad una sequenza di basi di un filamento non può che corrispondere una sola determinata sequenza sull’altro filamento
Le emieliche sono anche antiparallele poiché in ciascuna catena i legami fosfodiesterici hanno polarità opposta; ad una catena con polarità 5’-3’ si oppone l’altra con polarità 3’-5’. È questa opposta direzione che consente l’interazione tra le basi .
Domande da interrogazione
- Qual è la scoperta fondamentale riguardante la struttura del DNA avvenuta nel 1953?
- Quali sono le caratteristiche principali del modello Watson-Crick del DNA?
- In che modo le emieliche del DNA sono complementari e antiparallele?
Nel 1953, James D. Watson e Francis H. Crick ricostruirono la struttura tridimensionale del DNA alla Cambridge University, basandosi su dati di diffrazione dei raggi X forniti da M. Wilkins e R. Franklin.
Il modello Watson-Crick descrive il DNA come composto da due filamenti avvolti ad elica, con il tipo B come il più comune, caratterizzato da una distanza costante tra le emieliche e stabilizzato da legami idrogeno e interazioni idrofobiche tra le basi.
Le emieliche del DNA sono complementari poiché a una sequenza di basi di un filamento corrisponde una specifica sequenza sull'altro filamento. Inoltre, sono antiparallele, con una catena che ha polarità 5’-3’ e l'altra 3’-5’, permettendo l'interazione tra le basi.
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