Composizione e struttura del DNA e dell’RNA

Composizione e struttura del DNA e dell’RNA

Le molecole di DNA e RNA sono dei polimeri i cui monomeri sono detti nucleotidi.

Struttura

Ogni nucleotide è il risultato dell’unione di tre elementi

  • Acido tetraossofosforico (V)
  • Uno zucchero pentoso che può essere il ribosio o il desossiribosio
  • Una base azotata: le basi azotate possono essere di due tipi: vi sono quelle derivate dalla pirimidina, che sono costituite da un solo anello a sei atomi, e quelle derivate dalla purina, che sono costituite da un anello a sei atomi condensato con un anello a cinque atomi.

 

Nei nucleotidi che costituiscono il DNA, lo zucchero è sempre il desossiribosio, mentre la base azotata è una delle seguenti: adenina, citosina, guanina e timina che spesso per semplicità vengono indicate con l’iniziale maiuscola del loro nome: A, C, G, T. pertanto il DNA è composto da quattro tipi di nucleotidi, che differiscono unicamente per la base azotata. Due delle basi azotate, la citosina e la timina sono pirimidiniche, mentre le altre due, l’adenina e la guanina sono basi puriniche. In sintesi:

DNA

Sostanza inorganica Zucchero

Basi azotate

Puriniche Pirimidiniche
Fosfato Desossiribosio Adenina, Guanina Timina, Citosina

 

Nei nucleotidi che costituiscono l’RNA lo zucchero è sempre il ribosio, mentre le basi azotate sono le stesse del DNA, fatta eccezione per la timina che è sostituita dall’uracile, anch’essa base pirimidinica. Pertanto, anche l’RNA è composto da quattro tipi di nucleotidi, che differiscono unicamente per la base azotata. In sintesi:

RNA

Sostanza inorganica Zucchero

Basi azotate

Puriniche Pirimidiniche
Fosfato Ribosio Adenina, Guanina Citosina, Uracile

 

Le strutture del DNA e dell’RNA sono visibili in figura:
DNA RNA

 

 

La successione dei nucleotidi, e quindi di basi azotate, costituisce la struttura primaria di una molecola di acido nucleico.

Storia

Fin dagli anni ’40 fu determinato che le quantità relative di basi azotate variavano da un organismo all’altro, ma in ogni caso, le moli di adenina erano uguali a quelle di timina e le moli di citosina erano uguali a quelle di guanina.

La spiegazione di questo fenomeno va ricercata nella struttura secondaria del DNA. Due scienziati James Watson e Francis Crick che per primi, agli inizi degli anni ’50 proposero un modello di DNA erano una  coppia scientifica fra le più bizzarre. Il primo, che nel 1953 aveva 25 anni, era nato a Chicago, si era iscritto all’università a 15 anni e aveva preso un dottorato a 22. L’altro, britannico, dodici anni più vecchio del collega, il dottorato non lo aveva ancora. Opposti per carattere e formazione, i due avevano in comune spregiudicatezza e ambizione.

Quando Watson e Crick entrarono in scena, la corsa al DNA era cominciata da tempo. Di quella molecola si sapeva non poco. Ma non abbastanza. La si conosceva dai tempi di Mendel; un medico svizzero, Friedrich Miescher, nel 1869 l’aveva isolata dal pus contenuto nelle bende infette e dallo sperma di salmone, e battezzata «nucleina».

Ma Watson e Crick ebbero alcune intuizioni geniali, che permisero loro di ricomporre i tasselli del rompicapo prima degli altri. Capirono che la molecola di DNA era formata da due catene dalla forma di elica che correvano in direzioni opposte.

Capirono anche che ognuno dei due filamenti era il calco dell’altro: ogni base di timina si legava a una di adenina, ogni citosina si legava a una guanina, il che spiegava in maniera elegante la motivazione per la quale le moli di adenina sono uguali a quelle di timina e le moli di citosina sono uguali a quelle di guanina. Capirono inoltre che la complementarità dei due filamenti risolveva anche un altro rompicapo di importanza cruciale: quello di come il DNA potesse copiare se stesso durante la riproduzione delle cellule, garantendo la trasmissione ereditaria dei caratteri. Da quel momento, l’acido desossiribonucleico diveniva per sempre il DNA. Stava per entrare da protagonista nella cultura mondiale, e aprire l’era genomica.

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Author: Chimicamo

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