Il DNA è uno degli acidi nucleici e codifica le informazioni riguardanti la sintesi delle proteine e degli acidi nucleici necessari alla loro sintesi, mRNA e tRNA.
Il DNA può esistere sotto forma di singolo filamento, di doppio e a filamento misto.
In modo analogo alle proteine esso possiede una struttura primaria che è la sequenza lineare di nucleosidi, una struttura secondaria, che può essere un’elica destrosa o sinistrosa, ed una struttura ternaria/quaternaria, che è quella impaccata e arrotolata che ritroviamo nella cellula.
Nel caso del DNA a doppio filamento, dsDNA, i due filamenti contengono la stessa informazione biologica che viene replicata quando si separano i due filamenti, uno definito filamento veloce e l’altro ritardato. Essi si dicono ANTIPARALLELI, perché corrono in direzione opposta.
Regole di Chargaff
Alla definizione della struttura del DNA contribuirono le cosiddette regole di Chargaff.
La prima regola stabilisce che nel DNA di ogni organismo e di ogni specie le quantità di Guanina sono sempre uguali alle quantità di citosina, come anche le quantità di adenina devono essere uguali alla Timina. A=T C=G
La seconda regola stabilisce invece l’uguaglianza delle quantità di basi puriniche e pirimidiniche.
Dogma della Biologia Molecolare
La DUPLICAZIONE è la creazione di una nuova molecola di DNA uguale alla precedente.
La REPLICAZIONE è la sintesi del filamento di RNA a partire dal filamento stampo del DNA che contiene le informazioni genetiche per la sintesi delle proteine.
La TRADUZIONE è la sintesi nei ribosomi della proteina a partire dal filamento di RNA.
Si conoscono processi di TRASCRIZIONE INVERSA per cui da un filamento ad RNA si sintetizza la molecola dsDNA, ma non sono stati mai osservati passaggi da Proteine ad acido nucleico.
Chimicamente è un polimero formato da Quattro NUCLEOTIDI differenti: Guanosina, Citosina, Adenina e Timina.
Ogni nucleotide è formato da uno zucchero, il 2-Desossiribosio, zucchero a cinque atomi di carbonio della serie D privato di un gruppo OH sul secondo Carbonio, a cui sono legati una molecola di fosfato sul C 5 e una base azotata sul Carbonio anomerico che è così acetalizzato.
Il DNA lo si può ritrovare sotto tre conformazioni differenti; ADNA, BDNA e ZDNA che differiscono tra loro per alcuni parametri e condizioni ambientali. La forma A e B sono le forme destrose mentre la ZDNA è una doppia elica sinistrosa.
La forma BDNA è quella che il DNA assume generalmente quando è idratata, mentre la forma A è quando c’è poca acqua ad interagire con l’elica. La forma Z avviene con la metilazione dei residui delle deossicitosine e durante la trascrizione dove è stabilizzata dal superavvolgimento negativo.
In questo articolo di Proteopedia possiamo vedere la conversione tra ADNA e BDNA
In questa visualizzzione possiamo notare alcuni fattori strutturali fondamentali dell’isomero
. Si noti lo zucchero desossiribosio, il legame N-beta glicosidico della base, i due ossigeni 3 e 5 fosfodiesteri dell’acido fosforico.
. Osserviamo i nucleotidi alle quattro estremità del BDNA.
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I due filamenti di DNA corrono in direzione opposta, uno n direzione 5′->3′ e l’altro in direzione 3′->5′.
del DNA costituiscono un impaccamento idrofobico tra i due scheletri di zucchero fosfato che li avvolgono.
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Poiché le basi si dispongono secondo degli angoli, ne consegue che i due filamenti dello scheletro zucchero-fosfato originano due solchi: uno più piccolo ed uno più grande che si differenziano per distanze e profondità.
Gli ossigeni degli zuccheri si trovano nel solco minore, mentre le basi si trovano nel solco maggiore, dove si legano specifiche proteine del DNA
Altri DNA
Il DNA è una molecola flessibile e può esistere in varie forme a seconda delle condizioni ambientali. Oltre al B-DNA visto sopra ci sono altri due tipi di DNA classificati come A-DNA e ZDNA. La A e B DNA sono eliche destrose mentre il ZDNA è sinistrosa.
La BDNA è quella che si forma preferenzialmente, mentre ADNA si ha con poche molecole d’acqua di idratazione.
Si noti qui con questo — —
Proviamo a vedere le varie parti nella struttura presso Proteopedia.