XI - Coppie di basi

Un modello molto schematico (ma sicuramente più informativo del precedente) per farci comprendere la struttura complementare dei due filamenti che compongono la molecola può essere:

Filamento superiore Watson       5’- ACCGTAAGCT -3’

Filamento inferiore Crick           3’- TGGCATTCGA -5’

Spesso i due filamenti vengono chiamati Watson e Crick in onore dei due scienziati che hanno risolto la struttura della molecola di DNA. Da questo modello è evidente che i due filamenti hanno polarità 5’->3’ opposta e che ad ogni A è affacciata una T e viceversa mentre ad ogni G è affacciata una C e viceversa. Se conosco la regola e la sequenza di un filamento posso scrivere la sequenza del filamento complementare. Questo è proprio quello che succede nelle cellule e che permette di ottenere due molecole di DNA identiche partendo da una molecola iniziale (parentale). L’esempio riportato sopra rappresenta una molecola di DNA costituita da 10 coppie di basi. In natura non esistono molecole di DNA così brevi e le molecole di DNA più piccole sono di comunque lunghe qualche migliaio di nucleotidi. Un giro di doppia elica di DNA contiene 10.5 coppie di basi (A:T e G:C) ed è lungo 3.4 nm (1 nanometro è 1 miliardesimo di metro); la distanza di un filamento dall’asse centrale della doppia elica (il raggio della doppia elica) è di 1 nm. Come detto nel paragrafo precedente i 4 nucleotidi hanno una struttura simile. Tutti i nucleotidi sono formati da uno zucchero – il desossiribosio - (il pallino nero in figura) e da un gruppo fosfato (acido) (la stanghetta nera). Questa regione comune a tutti i nucleotidi viene a costituire gli assi montanti della doppia elica. I 4 nucleotidi si differenziano per una regione che si chiama base (azotata). La figura rappresenta in modo schematico i 4 nucleotidi evidenziando le basi (le lettere colorate). Mostra inoltre uno schema di filamento che si ottiene unendo in modo lineare i nucleotidi. I due filamenti affacciati della doppia elica presentano gli zuccheri e i gruppi acidi rivolti verso l’esterno a diretto contatto con l’acqua. Le basi (che non sono solubili in acqua) sono invece nascosta nella regione centrale della molecola, rendendo ancora più protetto il messaggio. Le basi sono affacciate l’una all’altra seconda la regola della complementarietà (A con T e G con C) a formare delle coppie di basi che costituiscono i gradini della scala a chiocciola (la doppia elica) mentre zucchero e fosfato formano in montanti. Proprio per questa struttura quando si parla di una sequenza di DNA si usa spesso il termine “coppia di basi”.

Un ultima cosa vorrei ricordare qui. Una cosa a cui molti, anche i biologi, spesso non pensano. Il DNA è la molecola che contiene l’informazione. Ma ogni filamento è costituito da una sola fila di atomi. Non esiste nessun mezzo per immagazzinare l’informazione più miniaturizzato di questo. Ma in questo modo l’informazione diventa estremamente sensibile alle radiazioni e agli agenti chimici.