La struttura chimica del DNA Componenti chimici degli

La struttura chimica del DNA

Componenti chimici degli acidi nucleici 2 -deossiribosio ( 2 -deoxyribose ) ribosio purina pirimidina adenina citosina guanina uracile timina

(Pirimidina) 3'- monofosfato (Purina) 5'- monofosfato I nucleotidi possono portare il gruppo fosfato in posizione 5' o 3'

5' 4' g b a 1' 3' 2'

Basi, nucleosidi e nucleotidi Base Nucleoside Nucleotide RNA DNA Adenina Adenosina-5’-fosfato (Acido adenilico) AMP d. AMP Guanina Guanosina-5’-fosfato (Acido Guanilico) GMP d. GMP Citosina Citidina-5’-fosfato (Acido citidilico) CMP d. CMP Timina Timidina-5’-fosfato (Acido timidilico) Uracile Uridina-5’-fosfato (Acido uridilico) d. TMP UMP

B. LEWIN, IL GENE - Edizione compatta, Zanichelli Editore S. p. A. Copyright © 2007

Erwin Chargaff Per primo misurò accuratamente la percentuale dei quattro nucleotidi nel DNA

Composizione in basi del DNA di varie specie Organismo Escherichia coli Mycobact. tuberc. Lievito Bue Maiale Uomo A G C T A/T G/C G+C Py/Pu 26. 0 15. 1 31. 7 29. 0 29. 8 30. 4 24. 9 34. 9 18. 3 21. 2 20. 7 19. 9 25. 2 35. 4 17. 4 21. 2 20. 7 19. 9 23. 9 14. 6 32. 6 28. 7 29. 1 30. 1 1. 08 1. 03 0. 97 1. 01 1. 02 1. 01 0. 99 1. 05 1. 00 50. 1 70. 3 35. 7 42. 4 41. 4 39. 8 1. 04 1. 00 1. 01

La struttura fisica del DNA

Protagonisti nella scoperta della struttura del DNA Linus Pauling (1901 - 1994) Maurice Wilkins (1916 - 2004) Francis Crick (1916 - 2004) Rosalind Franklin (1920 - 1958) James Watson (1928 )

Dati sulla struttura del DNA • Le percentuali G=C e A=T • Legami fosfodiesterici tra nucleotidi

Diffrazione dei raggi X di fibre di DNA configurazione B Franklin R. E. & Gosling R. , 1953 configurazione A Wilkins M. H. F. , 1956

Figura riportata nella pubblicazione originale di Watson e Crick Nature, Aprile 1953

Lewin, IL GENE VIII, Zanichelli editore S. p. A. Copyright © 2006

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L’appaiamento delle basi implica la formazione di legami idrogeno H citosina N H N O N sugar H O H CH 3 timina H sugar N H N N H O N N N adenina N sugar guanina N sugar

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La struttura del DNA (B) • Il DNA ha una forma ad elica regolare, diametro 20Å, passo 34Å • Legami idrogeno tra le basi • L'impilamento delle basi è determinato da interazioni idrofobiche • Ogni coppia è ruotata di 36° • Solchi maggiore (22Å) e minore (12Å) • Avvolgimento in senso orario (elica destrorsa)

It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.

Il modello a doppia elica di Crick e Watson suggerisce un meccanismo di replicazione

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Strutture alternative del DNA

Gli acidi nucleici possono formare vari tipi di doppia elica

Gli acidi nucleici possono formare vari tipi di doppia elica Elica Coppie di basi per giro Rotazione tra due basi Diametro B 10 (10, 4) 36 (34, 6) 20 (19) A 11 32, 7 23 Z 12 -30 18

Strutture superiori del DNA

DNA circolare con superavvolgimento = 0 DNA superavvolto negativamente

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Il superavvolgimento negativo può convertirsi nella separazione locale dei due filamenti DNA superavvolto negativamente

struttura Z (in corrispondenza di regioni di alternanza Pu/Py) separazione dei filamenti (denaturazione di regioni ricche in A+T) strutture cruciformi (in corrispondenza di palindromi)

Superavvolgimento del DNA Positivo = DNA superspiralizzato Negativo = DNA sottospiralizzato