DNA: struttura

DNA è la sigla che si è data ad una macromolecola nota come Acido DeossiriboNucleico. Oggigiorno, sappiamo che è proprio questo polimero formato da soli 4 unità (nucleotidi) ad avere il ruolo di materiale genetico e non le proteine, come si riteneva più probabile in origine.

• Il DNA è costituito da monomeri detti nucleotidi. Essi sono tutti composti da uno zucchero (il deossiribosio) legato ad un gruppo fosfato (in corrispondenza dell'atomo di carbonio numero 5) e ad una base azotata (in corrispondenza dell'atomo di carbonio numero 1): dato che i primi due composti rimangono fissi, esistono 4 diversi tipi di nucleotidi che differiscono tra loro solamente per il tipo di base azotata (ne esistono, infatti, di 4 tipi).
• Le basi azotate sono suddivise in due gruppi che, a prime analisi, differiscono per forma: trattasi delle purine (adenina e guanina), strutturate a due "anelli" (pentagonali), e delle pirimidine (timina e citosina), strutturate ad un solo "anello" (esagonale). 

Il DNA si presenta come una doppia elica lunga 2 metri erotti e spiralizzata. In particolare:

• Chiamiamo solco la distanza tra due spire del doppio filamento: si differenzia il solco maggiore ("spazio vuoto" dell'elica) dal solco minore ("spazio pieno" dell'elica).
• La distanza tra i due montanti della doppia elica (il diametro) misura 2 nm (nanometri).
• La distanza tra le basi di due nucleotidi misura 0,34 nm; inoltre, l'elica del DNA compie un giro completo ogni 10 basi azotate circa, quindi ad ogni 3,4 nm circa.

• I nucleotidi del singolo filamento sono legati tra loro tramite un legame covalente che avviene tra il deossiribosio del primo nucleotide e il gruppo fosfato del secondo; inoltre, si nota che da una parte il gruppo fosfato si lega al quinto atomo di carbonio dello zucchero, mentre dall'altra si lega al terzo atomo di carbonio del suo anello.
•  Tuttavia, se nel primo filamento un'estremità termina col gruppo fosfato, nel secondo filamento la stessa termina col gruppo ossidrilico: i due filamenti, quindi, proseguono in verso opposto e perciò sono definiti antiparalleli.
• I nucleotidi dei due diversi filamenti, invece, interagiscono per mezzo di legami a idrogeno che avvengono tra le basi azotate: si riscontra, inoltre, che le interazioni non sono casuali, bensì ogni purina è legata ad una pirimidina secondo le coppie adenina-timina (le uniche ad appaiarsi con due legami a idrogeno) e guanina-citosina (le uniche ad appaiarsi con tre legami a idrogeno).
• Ne consegue, allora, che le basi azotate sono complementari: infatti, ad una sequenza casuale di nucleotidi di un filamento, corrisponderà sempre una determinata sequenza di nucleotidi dall'altro.