Coppie di basi

Ogni piolo della scala del DNA si trova 0.34 nm più in alto del precedente e dieci pioli formano un giro completo di 3.4 nm.

Una scala avvolta a spirale

Il NHGRI paragona il DNA a una scala avvolta a spirale. I due montanti sono catene di zuccheri e fosfati alternati e ogni piolo è formato da due basi legate tra loro. Le basi non si appaiano a caso. L’adenina si appaia sempre con la timina e la guanina con la citosina. Quindi, se un filamento ha sequenza ATGC, quello di fronte deve avere sequenza TACG. Basta conoscerne uno per scrivere l’altro.

Perché proprio queste coppie? Le basi hanno due forme. Adenina e guanina sono purine, con due anelli uniti. Citosina e timina sono pirimidine, con un solo anello. Ogni piolo contiene una purina e una pirimidina: così tutti i pioli hanno la stessa lunghezza e l’elica mantiene una larghezza costante. Le due basi sono unite da legami a idrogeno, attrazioni deboli, facili da rompere singolarmente ma forti nel loro insieme. A e T formano due legami a idrogeno; G e C ne formano tre. Attiva Nomi delle parti nel modello e tocca un piolo per vedere i legami.

I numeri dell’elica

OpenStax Biology riporta le dimensioni usate nel modello. L’elica ha una larghezza di 2 nm. Ogni coppia di basi si trova 0.34 nm sopra quella sottostante e un giro completo è alto 3.4 nm, quindi ci sono 3.4 ÷ 0.34 = 10 coppie di basi per giro. Un nanometro è un milionesimo di millimetro. Le 27 coppie di basi del modello sono lunghe 27 × 0.34 = 9.18 nm, poco meno di tre giri.

I due filamenti procedono inoltre in direzioni opposte. I chimici numerano gli atomi di carbonio dello zucchero: un’estremità del filamento termina al carbonio 5′, l’altra al carbonio 3′. Ai due lati dei pioli, l’estremità 5′ di un filamento si trova accanto all’estremità 3′ dell’altro. Questa disposizione si chiama antiparallela. Poiché gli scheletri non si trovano esattamente l’uno di fronte all’altro, l’avvolgimento crea un solco maggiore e un solco minore lungo l’elica, che le proteine usano per legarsi e leggere le basi.

L’appaiamento permette al DNA di duplicarsi

Quando una cellula si prepara a dividersi, l’elica si apre lungo il centro in due filamenti singoli. Ogni filamento fa poi da stampo. Si aggiunge una A dove c’è una T, una C dove c’è una G e così via, finché ogni base ha di nuovo una compagna. Si ottengono due doppie eliche, ciascuna copia esatta dell’originale. In ogni copia un filamento è preesistente e l’altro è appena stato costruito: per questo i biologi chiamano la replicazione semiconservativa. Nel modello, i filamenti preesistenti sono beige e quelli nuovi blu, così puoi seguirli.