Come fa il DNA a fare tutto questo?
Quando il virus entra si appropria di tutte le strutture biosintetiche della cellula (ribosomi, reticoli endoplasmatici ecc.), fa creare le sue proteine per costruire il capside, fa fare la replicazione di questa molecola e la cellula è costretta a farlo perché questa molecola ha un’informazione tale per bloccare tutti i processi vitali della cellula batterica e far funzionare tutte le strutture batteriche al solo scopo di produrre nuovi fagi.
Watson e Crick: il DNA ha una struttura a doppia elica
Fondamentali furono i dati di Rosalind Franklin: attraverso una cristallografia a raggi X si poté dedurre che la molecola del DNA aveva la forma di un’elica con un diametro costante di 2 nm, lungo la quale le basi azotate disposte una sopra all’altra erano distanti di circa 1/3 di nm. Dato lo spessore dell’elica, si concluse che era formata da due filamenti polinucleotidici, formando una doppia elica, che compiva un giro intero ogni 3,4 nm, nel quale si situano 10 basi azotate.
Gli scheletri zucchero-fosfato si trovavano all’esterno della doppia elica, le basi azotate invece, all’interno.
- Diametro costante = 2 nm
- Distanza basi azotate = 0,34 nm
- Giro completo doppia elica ogni 3,4 nm
- 10 basi azotate ogni giro completo
Inizialmente Watson e Crick immaginarono che le basi azotate fossero appaiate secondo il criterio “simile con simile”, ovvero A con A, C con C ecc. Ma questo avrebbe implicato una discontinuità nel diametro della molecola che invece era costante: la coppia AA avrebbe avuto un ingombro quasi doppio rispetto alla coppia CC. Per cui fu chiaro che una purina (base a doppio anello) dovesse andare con una pirimidina (base a anello singolo). Questo è ancor più giustificato dal fatto che ogni base ha gruppi funzionali laterali che tendono a fare legami a idrogeno solo con il partner appropriato: es., l’adenina (purina) forma legami a idrogeno con la timina (pirimidina), e la guanina (purina) con la citosina (pirimidina) AT, GC.
Combaciava anche con i dati di Chargaff che dicevano che la quantità di adenina è uguale alla quantità di timina e la quantità di guanina è uguale alla quantità di citosina in ogni specie.
La doppia elica, simile a una scala di corda, si avvolge su se stessa in senso orario; le due corde laterali sono equivalenti agli scheletri zucchero-fosfato, i pioli corrispondono alle coppie di basi azotate unite da legami a idrogeno. Le due catene sono antiparallele, infatti i due scheletri zucchero-fosfato sono orientati in direzioni opposte: 5' 3' e 3' 5' e sono complementari.
Si parla H2O
Legame fosfodiestere
Timina
Adenina
Guanina
Citosina
Estremità 3'
Estremità 5'
Watson e Crick: il DNA
La scoperta della struttura a doppia elica del DNA si deve a Watson e Crick, non senza il fondamentale aiuto di Rosalind Franklin, che consegnò loro dei dati necessari per far sì che arrivassero ad una conclusione.
Attraverso una cristallografia a raggi X si poté dedurre che la molecola del DNA aveva la forma di un’elica con un diametro costante di 2 nm, lungo la quale le basi azotate disposte una sopra all’altra erano distanti di circa 1/3 di nm. Dato lo spessore dell’elica, si concluse che era formata da due filamenti polinucleotidici, formando una doppia elica, che compiva un giro intero ogni 3,4 nm, nel quale si situano 10 basi azotate.
Gli scheletri zucchero-fosfato si trovavano all’esterno della doppia elica, le basi azotate invece, all’interno.
Inizialmente Watson e Crick immaginarono che le basi azotate fossero appaiate secondo il criterio “simile con simile”, ovvero A con A, C con C ecc… Ma questo avrebbe implicato una discontinuità nel diametro della molecola che invece era costante: la coppia AA avrebbe avuto un ingombro quasi doppio rispetto alla coppia CC. Per cui fu chiaro che una purina (base a doppio anello) dovesse andare con una pirimidina (base ad anello singolo). Questo è ancor più giustificato dal fatto che ogni base ha gruppi funzionali laterali che tendono a fare legami a idrogeno solo con il partner appropriato: es., l’adenina (purina) forma legami a idrogeno con la timina (pirimidina), e la guanina (purina) con la citosina (pirimidina) → AT, GC.
Combaciava anche con i dati di Chargaff che dicevano che la quantità di adenina è uguale alla quantità di timina e la quantità di guanina è uguale alla quantità di citosina in ogni specie.
La doppia elica, simile a una scala di corda, si avvolge su se stessa in senso orario; le due corde laterali sono equivalenti agli scheletri zucchero-fosfato, i pioli corrispondono alle coppie di basi azotate unite da legami a idrogeno. Le due catene sono antiparallele, infatti i due scheletri zucchero-fosfato sono orientati in direzioni opposte: 5’→3’ e 3’→5’ e sono complementari.
Nell'allegato si trova una rappresentazione schematica ma completa della struttura del DNA.
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