Genomi 2, Brown - Appunti

Struttura del DNA

Il DNA è una grossa molecola polimerica formata da monomeri detti nucleotidi, ognuno di essi formato dalla condensazione di una molecola di deossiribosio, zucchero a 5 atomi C, un gruppo fosfato ed una base azotata. Questa può essere: timina, citosina, guanina, adenina; le prime due derivate dalla pirimidina, le altre dalla purina. In assenza del gruppo fosfato il nucleotide è detto nucleoside.

I nucleotidi sono uniti mediante ponti covalenti tra gruppi fosforici, l’ossidrile 5’ di un nucleotide lega l’ossidrile 3’ dell’unità successiva, formando un legame fosfodiestere, ovvero due legami esteri con una molecola di fosforo. La catena è scritta in direzione 5’---3’. Un acido nucleico corto è detto oligonucleotide, uno lungo polinucleotide.

Il principale sistema di interazione tra le basi è l’impilamento idrofobico mantenuto da interazioni di Van der Waals e dipolo-dipolo. La disposizione è importante poiché minimizza il contatto con l’acqua stabilizzando la struttura. I legami idrogeno formati da gruppi carbonilici ed amminici sono un sistema di interazione tra le basi, consentendo un’associazione completa tra due o tre catene di acido.

Regole di Chargaff

Lo scienziato Chargaff, studiando il DNA di molte specie viventi, ha descritto alcune regole empiriche alle quali sembra adeguarsi il contenuto della maggior parte del DNA. Esse sono:

• Il contenuto di nucleotidi pirimidinici T + C è sempre uguale a quello dei purinici A + G.
• Il contenuto in timina è sempre uguale al contenuto di adenina, così come citosina = guanina. Al contrario, A + T non è sempre uguale a G + C. Tale rapporto varia a seconda degli organismi viventi, inoltre i legami H tengono unite le due eliche.

Struttura B del DNA

Watson e Crick proposero un modello tridimensionale della struttura del DNA che poteva spiegare le proprietà fino ad allora note. Dal modello si può dedurre che il DNA è costituito da due catene elicoidali avvolte intorno allo stesso asse per formare una doppia elica destrorsa rigida.

Lo scheletro covalente idrofilico, composto da un’alternanza di desossiribosio e gruppi fosfato carichi negativamente, è all’esterno della doppia elica a contatto con l’ambiente circostante. Le basi puriniche e pirimidiniche sono impilate all’interno del duplex con le loro strutture planari ad anello poste in posizione praticamente perpendicolare al lungo asse longitudinale della molecola. La relazione spaziale che si crea tra le catene genera una scanalatura maggiore ed una scanalatura minore.

Ogni base di una catena è appaiata sullo stesso piano con una base dell’altra catena, stabilizzando ulteriormente la struttura del DNA.