Genomi 2, Brown - Appunti

STRUTTURA B DEL DNA

Watson e Crick proposero un modello tridimensionale della struttua del Dna chepoteva spiegare le proprietà fino ad allora note. Dal modello si può dedurre che ildna è costituito da due catene elicoidali avvolte intorno allo stesso asse per formareuna doppia elica destrorsa rigida. Lo scheletro covalente idrofilico, composto daun’alternanza di desossiribosio e gruppi fosfato carichi negativamente , è, all’esternodella doppia elica a contatto con l’ambiente circostante. Le basi puriniche epirimidiniche sono impilate all’interno del duplex con le loro strutture planari adanello poste in posizione praticamente perpendicolare al lungo asse longitudinaledella molecola. La relazione spaziale che si crea tra le catene genera una scanalaturamaggiore ed una scanalatura minore. Ogni base di una catena è appaiata sullostesso piano o con una base dell’altra catena. Watson e Crick scoprirono che lecoppie di basi.

unite da legami ad H sono quelle che si adattano meglio a questo tipo di struttura, seguendo le regole di Chargaff, ossia G e la C formano 3 legami ad H mentre la A e la T ne formano soltanto 2. Altri tipi di appaiamento tendono a deformare la struttura a doppia elica. Nel modello di Watson e Crick le 2 catene dell'elica sono antiparallele, i loro legami fosfodiesterici concorrono in direzioni opposte. Per spiegare le periodicità osservate dagli esperimenti di Wilkins e Franklin, Watson e Crick dimostrarono che le basi impilate l'una sull'altra all'interno della doppia elica sarebbero sfalsate di 0.34 nm. Se 2 catene polinucleotidiche antiparallele della doppia elica del dna non hanno sequenze di basi o composizioni identiche esse sono invece complementari l'una all'altra. Se in una catena c'è A in una data posizione, in quella corrispondente dell'altra catena c'è T e lo stesso vale anche per la coppia G,C. quindi il

Il duplex del DNA è tenuto insieme da 2 tipi di forze: i legami ad H tra le coppie di basi complementari e le interazioni idrofobiche tra le basi. Mentre le interazioni idrofobiche tra le basi sovrapposte stabilizzano la doppia elica, i legami ad H tra le coppie di basi sono responsabili della specificità che conserva una data sequenza di basi. Questa struttura ideata da Watson e Crick è detta forma B del DNA. Essa è considerata la forma più stabile per una molecola di DNA con una sequenza casuale in condizioni fisiologiche e rappresenta quindi un punto di riferimento per gli studi sulle proprietà del DNA.

Nel DNA D la doppia elica, che ha un andamento destro-giro antiparallelo, la progressione ossia l'altezza occupata da una coppia di basi è 0.34 nm e ogni giro d'elica è 10.4 nm. Il legame glicosidico è ANTI. Il senso dell'elica riscontrato nella struttura B è destrorso, cioè i giri d'elica hanno un orientamento di

tipo orario in direzione 5' 3'.

DISTORSIONI DEL DNA: PALA D'ELICA , TWIST , TILT, ROLL

La più semplice conformazione che si ha è relativa alla CURVATURA DEL DNA.
Ossia varia l'ANGOLO DI TWIST. Esso varia a seconda della successione di basi. Se per esempio guardiamo il sottostante grafico si nota che soltanto nel passaggio A-A,T-T da Watson e Crick ossia 36 gradi, negli altri G A... è di circa 40 gradi. Ciò significa che a seconda delle specifiche basi presenti, l'angolo di twist dell'elica varia. La sua variazione dipende anche dalle diverse sovrapposizioni tra le basi nucleotidiche: infatti quanto più legame tra le basi è inclinato più le basi sono sovrapposte perché più vicine e quindi l'angolo di twist avrà un certo valore; se invece il legame che lega le basi è meno inclinato allora le basi sono più lontane e l'angolo di twist avrà un valore.intorno a numerosi legami dello scheletro zucchero-fosfato e le fluttuazioni termiche possono generare la formazione di legami, stiramenti e disappaiamento della struttura. Nel DNA cellulare sono state riscontrate numerose deviazioni alla struttura B descritta da Watson e Crick e alcune di queste hanno funzioni rilevanti nel metabolismo del DNA. Queste variazioni strutturali in genere non alterano le proprietà del DNA definite da Watson e Crick, la complementarietà tra le catene, la struttura antiparallela e l'appaiamento delle basi A=T e G=C. Mediante studi cristallografici sono state caratterizzate altre 2 varianti strutturali del DNA, dette forma A e Z. La forma A è favorita in molte situazioni relativamente prive di acqua. Il DNA A ha sempre una struttura elicoidale destrofica ma ha un diametro ed una maggiore inclinazione rispetto all'asse dell'elica che comporta una