Cambiamenti del DNA dovuti alla transizione. Cos'è il DNA - acido desossiribonucleico La struttura dei nucleotidi in una molecola di DNA

MOSCA, 25 aprile - RIA Novosti, Tatyana Pichugina. Esattamente 65 anni fa, gli scienziati britannici James Watson e Francis Crick pubblicarono un articolo sulla decifrazione della struttura del DNA, gettando le basi di una nuova scienza: la biologia molecolare. Questa scoperta ha cambiato molto nella vita dell'umanità. RIA Novosti parla delle proprietà della molecola del DNA e del perché è così importante.

Nella seconda metà del XIX secolo la biologia era una scienza molto giovane. Gli scienziati avevano appena iniziato a studiare la cellula e le idee sull'ereditarietà, sebbene già formulate da Gregor Mendel, non erano ampiamente accettate.

Nella primavera del 1868, un giovane medico svizzero, Friedrich Miescher, arrivò all'Università di Tubinga (Germania) per dedicarsi al lavoro scientifico. Voleva scoprire di quali sostanze è fatta una cellula. Per gli esperimenti ho scelto i leucociti, che sono facili da ottenere dal pus.

Separando il nucleo dal protoplasma, dalle proteine ​​e dai grassi, Miescher scoprì un composto ad alto contenuto di fosforo. Chiamò questa molecola nucleina ("nucleo" in latino - nucleo).

Questo composto presentava proprietà acide, motivo per cui è nato il termine “acido nucleico”. Il suo prefisso "desossiribo" significa che la molecola contiene gruppi H e zuccheri. Poi si è scoperto che in realtà era sale, ma il nome non è stato cambiato.

All'inizio del 20° secolo, gli scienziati sapevano già che la nucleina è un polimero (cioè una molecola molto lunga e flessibile di unità ripetitive), le unità sono composte da quattro basi azotate (adenina, timina, guanina e citosina) e la nucleina è contenuto nei cromosomi - strutture compatte che si verificano nelle cellule in divisione. La loro capacità di trasmettere caratteristiche ereditarie è stata dimostrata dal genetista americano Thomas Morgan in esperimenti sui moscerini della frutta.

Il modello che spiegava i geni

Ma cosa faccia l'acido desossiribonucleico, o DNA in breve, nel nucleo della cellula non è stato capito da molto tempo. Si credeva che svolgesse una sorta di ruolo strutturale nei cromosomi. Le unità ereditarie – i geni – venivano attribuite alla natura proteica. La svolta è stata fatta dal ricercatore americano Oswald Avery, che ha dimostrato sperimentalmente che il materiale genetico viene trasferito da batteri a batteri attraverso il DNA.

È diventato chiaro che il DNA doveva essere studiato. Ma come? A quel tempo gli scienziati avevano a disposizione solo i raggi X. Per poter illuminare con esso le molecole biologiche, queste dovevano essere cristallizzate, e questo è difficile. La struttura delle molecole proteiche è stata decifrata dai modelli di diffrazione dei raggi X presso il Cavendish Laboratory (Cambridge, Regno Unito). I giovani ricercatori che lavoravano lì, James Watson e Francis Crick, non avevano i propri dati sperimentali sul DNA, quindi usarono le fotografie a raggi X dei colleghi del King's College Maurice Wilkins e Rosalind Franklin.

Watson e Crick proposero un modello della struttura del DNA che corrispondeva esattamente ai pattern dei raggi X: due filamenti paralleli attorcigliati in un'elica destrorsa. Ciascuna catena è composta da un insieme casuale di basi azotate legate alla spina dorsale dei relativi zuccheri e fosfati ed è tenuta insieme da legami idrogeno tra le basi. Inoltre, l'adenina si combina solo con la timina e la guanina con la citosina. Questa regola è chiamata principio di complementarità.

Il modello di Watson e Crick spiegava le quattro funzioni principali del DNA: la replicazione del materiale genetico, la sua specificità, l'immagazzinamento delle informazioni nella molecola e la sua capacità di mutare.

Gli scienziati pubblicarono la loro scoperta sulla rivista Nature il 25 aprile 1953. Dieci anni dopo, insieme a Maurice Wilkins, furono insigniti del Premio Nobel per la biologia (Rosalind Franklin morì nel 1958 di cancro all'età di 37 anni).

“Ora, più di mezzo secolo dopo, possiamo affermare che la scoperta della struttura del DNA ha svolto nello sviluppo della biologia lo stesso ruolo a cui ha portato la scoperta del nucleo atomico in fisica la nascita di una nuova fisica quantistica e la scoperta della struttura del DNA hanno portato alla nascita di una nuova fisica, la biologia molecolare", scrive Maxim Frank-Kamenetsky, un eccezionale genetista, ricercatore del DNA e autore del libro "The Molecola più importante.

Codice genetico

Ora restava da scoprire come funziona questa molecola. Si sapeva che il DNA contiene istruzioni per la sintesi delle proteine ​​cellulari, che svolgono tutto il lavoro nella cellula. Le proteine ​​sono polimeri costituiti da insiemi ripetitivi (sequenze) di amminoacidi. Inoltre, ci sono solo venti aminoacidi. Le specie animali differiscono l'una dall'altra per l'insieme delle proteine ​​presenti nelle loro cellule, cioè per le diverse sequenze di aminoacidi. La genetica sosteneva che queste sequenze erano determinate da geni, che allora si credeva fungessero da elementi costitutivi della vita. Ma nessuno sapeva esattamente cosa fossero i geni.

La chiarezza è stata portata dall'autore della teoria del Big Bang, il fisico Georgiy Gamow, un dipendente della George Washington University (USA). Basandosi sul modello di Watson e Crick di un'elica di DNA a doppio filamento, ha suggerito che un gene è una sezione del DNA, cioè una certa sequenza di collegamenti: nucleotidi. Poiché ogni nucleotide è una delle quattro basi azotate, dobbiamo semplicemente capire come quattro elementi codificano per venti. Questa era l’idea del codice genetico.

All'inizio degli anni '60 fu stabilito che le proteine ​​vengono sintetizzate dagli aminoacidi nei ribosomi, una sorta di "fabbrica" ​​all'interno della cellula. Per iniziare la sintesi proteica, un enzima si avvicina al DNA, riconosce una certa regione all'inizio del gene, sintetizza una copia del gene sotto forma di piccolo RNA (si chiama stampo), quindi la proteina viene fatta crescere nel ribosoma da aminoacidi.

Hanno anche scoperto che il codice genetico è di tre lettere. Ciò significa che un amminoacido corrisponde a tre nucleotidi. L'unità del codice è chiamata codone. Nel ribosoma, l'informazione proveniente dall'mRNA viene letta codone per codone, in sequenza. E ciascuno di essi corrisponde a diversi amminoacidi. Che aspetto ha il codice?

A questa domanda hanno risposto Marshall Nirenberg e Heinrich Mattei dagli Stati Uniti. Nel 1961 riferirono per la prima volta i loro risultati al congresso biochimico di Mosca. Nel 1967 il codice genetico era stato completamente decifrato. Si è rivelato universale per tutte le cellule di tutti gli organismi, il che ha avuto conseguenze di vasta portata per la scienza.

La scoperta della struttura del DNA e del codice genetico ha completamente riorientato la ricerca biologica. Il fatto che ogni individuo abbia una sequenza di DNA unica ha rivoluzionato la scienza forense. Decifrare il genoma umano ha dato agli antropologi un metodo completamente nuovo per studiare l’evoluzione della nostra specie. L’editor del DNA CRISPR-Cas, recentemente inventato, ha fatto grandi progressi nell’ingegneria genetica. A quanto pare, questa molecola contiene la soluzione ai problemi più urgenti dell'umanità: cancro, malattie genetiche, invecchiamento.

Watson E Grido lo ha dimostrato DNAè costituito da due catene polinucleotidiche. Ogni catena è attorcigliata in una spirale verso destra, ed entrambe sono attorcigliate insieme, cioè attorcigliate a destra attorno allo stesso asse, formando una doppia elica.

Le catene sono antiparallele, cioè dirette in direzioni opposte. Ogni filamento di DNAè costituito da una spina dorsale zucchero-fosfato lungo la quale si trovano le basi perpendicolari all'asse lungo della doppia elica; Le basi opposte di due filamenti opposti di una doppia elica sono collegate da legami idrogeno.

Scheletro di fosfato di zucchero due filamenti a doppia elica sono chiaramente visibili sul modello spaziale del DNA. La distanza tra le ossa principali zucchero-fosfato delle due catene è costante e uguale alla distanza occupata da una coppia di basi, cioè una purina e una pirimidina. Due purine occuperebbero troppo spazio e due pirimidine occuperebbero troppo poco spazio per colmare gli spazi tra le due catene.

Lungo l'asse della molecola, le coppie di basi vicine si trovano a una distanza di 0,34 nm l'una dall'altra, il che spiega la periodicità rilevata nei modelli di diffrazione dei raggi X. Giro completo della spirale rappresenta 3,4 nm, cioè 10 paia di basi. Non ci sono restrizioni riguardo alla sequenza dei nucleotidi in una catena, ma a causa della regola dell'accoppiamento delle basi, questa sequenza in una catena determina la sequenza dei nucleotidi nell'altra catena. Quindi diciamo che i due filamenti della doppia elica sono complementari tra loro.

Watson E Grido ha pubblicato un messaggio su il tuo modello di DNA nella rivista "" nel 1953, e nel 1962, insieme a Maurice Wilkins, ricevettero il Premio Nobel per questo lavoro. Nello stesso anno Kendrew e Perutz ricevettero il Premio Nobel per il loro lavoro sulla determinazione della struttura tridimensionale delle proteine, eseguita anche mediante analisi di diffrazione di raggi X. Rosalind Franklin, morta di cancro prima che i premi venissero assegnati, non è stata inclusa tra i destinatari perché il Premio Nobel non viene assegnato postumo.

Per riconoscere la struttura proposta come materiale genetico, era necessario dimostrare che è in grado di: 1) trasportare informazioni codificate e 2) riprodursi (replicarsi) accuratamente. Watson e Crick erano consapevoli che il loro modello soddisfaceva questi requisiti. Alla fine del loro primo articolo notarono cautamente: “Non è sfuggito alla nostra attenzione che lo specifico accoppiamento di basi da noi postulato ci permette immediatamente di postulare un possibile meccanismo di copiatura del materiale genetico”.

In un secondo articolo, pubblicato nel 1953, discussero le implicazioni genetiche del loro modello. Questa scoperta ha mostrato come struttura esplicita può essere associato alla funzione già a livello molecolare, ha dato un potente impulso allo sviluppo della biologia molecolare.

Secondo la sua struttura chimica, il DNA ( Acido desossiribonucleico) È biopolimero, i cui monomeri sono nucleotidi. Cioè, il DNA lo è polinucleotide. Inoltre, una molecola di DNA è solitamente costituita da due catene attorcigliate l'una rispetto all'altra lungo un'elica (spesso chiamata “elicoidale attorcigliata”) e collegate da legami idrogeno.

Le catene possono essere attorcigliate sia a sinistra che a destra (più spesso).

Alcuni virus hanno DNA a filamento singolo.

Ogni nucleotide del DNA è costituito da 1) una base azotata, 2) desossiribosio, 3) un residuo di acido fosforico.

Doppia elica del DNA destrorsa

La composizione del DNA include quanto segue: adenina, guanina, timina E citosina. Adenina e guanina lo sono purine, e timina e citosina - a pirimidine. A volte il DNA contiene uracile, che di solito è caratteristico dell'RNA, dove sostituisce la timina.

Le basi azotate di una catena di una molecola di DNA sono collegate alle basi azotate di un'altra rigorosamente secondo il principio di complementarità: l'adenina solo con la timina (forma due legami idrogeno tra loro) e la guanina solo con la citosina (tre legami).

La base azotata nel nucleotide stesso è collegata al primo atomo di carbonio della forma ciclica desossiribosio, che è un pentoso (un carboidrato con cinque atomi di carbonio). Il legame è covalente, glicosidico (C-N). A differenza del ribosio, il desossiribosio è privo di uno dei suoi gruppi ossidrile. L'anello desossiribosio è formato da quattro atomi di carbonio e un atomo di ossigeno. Il quinto atomo di carbonio è esterno all'anello ed è collegato tramite un atomo di ossigeno ad un residuo di acido fosforico. Inoltre, attraverso l'atomo di ossigeno al terzo atomo di carbonio, è attaccato il residuo di acido fosforico del nucleotide vicino.

Pertanto, in un filamento di DNA, i nucleotidi vicini sono legati tra loro da legami covalenti tra desossiribosio e acido fosforico (legame fosfodiestere). Si forma uno scheletro di fosfato-desossiribosio. Dirette perpendicolarmente ad essa, verso l'altra catena del DNA, ci sono le basi azotate, che sono collegate alle basi della seconda catena tramite legami idrogeno.

La struttura del DNA è tale che le dorsali delle catene collegate da legami idrogeno sono dirette in direzioni diverse (si dice “multidirezionale”, “antiparallelo”). Sul lato dove uno termina con l'acido fosforico collegato al quinto atomo di carbonio del desossiribosio, l'altro termina con un terzo atomo di carbonio “libero”. Cioè, lo scheletro di una catena è capovolto rispetto all'altro. Pertanto, nella struttura delle catene del DNA, si distinguono le estremità da 5" e le estremità da 3".

Durante la replicazione del DNA (raddoppio), la sintesi di nuove catene procede sempre dalla quinta estremità alla terza, poiché i nuovi nucleotidi possono essere aggiunti solo alla terza estremità libera.

In definitiva (indirettamente attraverso l'RNA), ogni tre nucleotidi consecutivi nella catena del DNA codificano per un amminoacido proteico.

La scoperta della struttura della molecola del DNA avvenne nel 1953 grazie al lavoro di F. Crick e D. Watson (facilitato anche dai primi lavori di altri scienziati). Sebbene il DNA fosse conosciuto come una sostanza chimica già nel 19° secolo. Negli anni '40 del XX secolo divenne chiaro che il DNA è il portatore dell'informazione genetica.

La doppia elica è considerata la struttura secondaria della molecola del DNA. Nelle cellule eucariotiche, la stragrande maggioranza del DNA si trova nei cromosomi, dove è associato a proteine ​​e altre sostanze, ed è anche più densamente assemblato.

Il piano di nascita di una persona è pronto quando le cellule riproduttive della madre e del padre si fondono in una sola. Questa formazione è chiamata zigote o uovo fecondato. Il piano stesso per lo sviluppo dell'organismo è contenuto nella molecola di DNA situata nel nucleo di questa singola cellula. È in esso che sono codificati il ​​colore dei capelli, l'altezza, la forma del naso e tutto ciò che rende una persona individuale.

Naturalmente, il destino di una persona dipende non solo dalla molecola, ma anche da molti altri fattori. Ma anche i geni depositati alla nascita influenzano ampiamente il percorso fatale. E rappresentano una sequenza di nucleotidi.

Ogni volta che una cellula si divide, il DNA raddoppia. Pertanto, ogni cellula trasporta informazioni sulla struttura dell'intero organismo. È come se, costruendo un edificio in mattoni, ogni mattone avesse un progetto architettonico per l'intera struttura. Guardi un solo mattone e sai già di quale struttura edilizia fa parte.

La vera struttura della molecola del DNA fu dimostrata per la prima volta dal biologo britannico John Gurdon nel 1962. Prese il nucleo di una cellula dall'intestino di una rana e, utilizzando tecniche microchirurgiche, lo trapiantò in un uovo di rana. Inoltre, in questo uovo, il suo stesso nucleo è stato precedentemente ucciso dall'irradiazione ultravioletta.

Dall'uovo ibrido è cresciuta una rana normale. Inoltre, era assolutamente identico a quello di cui era stato prelevato il nucleo cellulare. Ciò segnò l’inizio dell’era della clonazione. E il primo risultato positivo della clonazione tra i mammiferi è stata la pecora Dolly. Ha vissuto per 6 anni e poi è morta.

Tuttavia, anche la natura stessa crea dei doppi. Ciò accade quando, dopo la prima divisione dello zigote, due nuove cellule non rimangono insieme, ma si allontanano e ciascuna produce il proprio organismo. Ecco come nascono i gemelli identici. Le loro molecole di DNA sono esattamente le stesse, motivo per cui i gemelli sono così simili.

In apparenza, il DNA ricorda una scala di corda attorcigliata in una spirale destrorsa. Ed è costituito da catene polimeriche, ciascuna delle quali è formata da 4 tipi di unità: adenina (A), guanina (G), timina (T) e citosina (C).

È nella loro sequenza che è contenuto il programma genetico di qualsiasi organismo vivente. La figura sotto, ad esempio, mostra il nucleotide T. Il suo anello superiore è chiamato base azotata, l'anello a cinque membri nella parte inferiore è uno zucchero e a sinistra c'è un gruppo fosfato.

La figura mostra un nucleotide di timina, che fa parte del DNA. I restanti 3 nucleotidi hanno una struttura simile, ma differiscono per la base azotata. L'anello in alto a destra è una base azotata. L'anello inferiore a cinque membri è lo zucchero. Gruppo sinistro PO - fosfato

Dimensioni di una molecola di DNA

Il diametro della doppia elica è di 2 nm (nm è un nanometro, pari a 10 -9 metri). La distanza tra le coppie di basi adiacenti lungo l'elica è 0,34 nm. La doppia elica compie un giro completo ogni 10 coppie. Ma la lunghezza dipende dall'organismo a cui appartiene la molecola. I virus più semplici hanno solo poche migliaia di collegamenti. I batteri ne hanno diversi milioni. E gli organismi superiori ne hanno miliardi.

Se si allunga tutto il DNA contenuto in una cellula umana in una linea, si ottiene un filo lungo circa 2 m. Ciò dimostra che la lunghezza del filo è miliardi di volte maggiore del suo spessore. Per immaginare meglio la dimensione di una molecola di DNA, puoi immaginare che il suo spessore sia di 4 cm. Un tale filo, preso da una cellula umana, può circondare il globo lungo l'equatore. Su questa scala, una persona corrisponderà alle dimensioni della Terra e il nucleo cellulare raggiungerà le dimensioni di uno stadio.

Il modello Watson e Crick è corretto?

Considerando la struttura della molecola del DNA, sorge la domanda su come si trovi nel nucleo, avendo una lunghezza così grande. Deve trovarsi in modo tale da essere accessibile per tutta la sua lunghezza alla RNA polimerasi, che legge i geni desiderati.

Come viene effettuata la replica? Dopotutto, dopo il raddoppio, le due catene complementari devono separarsi. Questo è abbastanza difficile, poiché le catene sono inizialmente attorcigliate a spirale.

Tali domande inizialmente sollevarono dubbi sulla validità del modello Watson e Crick. Ma questo modello era troppo specifico e prendeva semplicemente in giro gli specialisti con la sua inviolabilità. Pertanto, tutti si sono precipitati a cercare difetti e contraddizioni.

Alcuni esperti presumono che se la molecola sfortunata è costituita da 2 catene polimeriche collegate da deboli legami non covalenti, allora dovrebbero divergere quando la soluzione viene riscaldata, cosa che può essere facilmente verificata sperimentalmente.

I secondi specialisti si interessarono alle basi azotate che formano tra loro legami idrogeno. Ciò può essere verificato misurando gli spettri della molecola nella regione dell'infrarosso.

Altri ancora pensavano che se all'interno della doppia elica fossero effettivamente nascoste basi azotate, allora sarebbe possibile scoprire se la molecola è influenzata da quelle sostanze che possono reagire solo con questi gruppi nascosti.

Furono condotti numerosi esperimenti e alla fine degli anni '50 del XX secolo divenne chiaro che il modello proposto da Watson e Crick superava tutti i test. I tentativi di confutarlo fallirono.

Le cui unità monomeriche sono nucliatidi.

Cos'è il DNA?

Tutte le informazioni sulla struttura e sul funzionamento di qualsiasi organismo vivente sono contenute in forma codificata nel suo materiale genetico. La base del materiale genetico di un organismo è acido desossiribonucleico (DNA).

DNA nella maggior parte degli organismi è una lunga molecola polimerica a doppia catena. Sotto sequenza unità monomeriche (desossiribonucleotidi) in una delle sue catene corrisponde a ( complementare) sequenze desossiribonucleotidiche in un'altra. Principio di complementarità assicura la sintesi di nuove molecole di DNA identiche a quelle originali quando queste vengono raddoppiate ( replica).

Una sezione di una molecola di DNA che codifica un tratto specifico - gene.

Geni– si tratta di elementi genetici individuali che hanno una sequenza nucleotidica strettamente specifica e codificano determinate caratteristiche dell’organismo. Alcuni codificano per proteine, altri solo per molecole di RNA.

L'informazione contenuta nei geni che codificano per proteine ​​(geni strutturali) viene decifrata attraverso due processi sequenziali:

• Sintesi dell'RNA (trascrizione): il DNA è sintetizzato in una certa sezione come su una matrice RNA messaggero (mRNA).
• sintesi proteica (traduzione): Durante il funzionamento coordinato di un sistema multicomponente con la partecipazione RNA di trasporto (tRNA), mRNA, enzimi e vari fattori proteici eseguito sintesi proteica.

Tutti questi processi garantiscono la corretta traduzione delle informazioni genetiche crittografate nel DNA dal linguaggio dei nucleotidi al linguaggio degli amminoacidi. Sequenza aminoacidica di una molecola proteica ne determina la struttura e le funzioni.

Struttura del DNA

DNA- Questo polimero organico lineare. Il suo - nucleotidi, che a loro volta consistono in:

In questo caso, il gruppo fosfato è attaccato atomo di carbonio 5′ residuo monosaccaride e la base organica - a 1′-atomo.

Nel DNA esistono due tipi di basi:

La struttura dei nucleotidi in una molecola di DNA

IN DNA monosaccaride presentato 2′-desossiribosio, contenente solo 1 gruppo ossidrile (OH), e dentro RNA - ribosio avendo 2 gruppi idrossilici (OH).

I nucleotidi sono collegati tra loro legami fosfodiesterici, mentre il gruppo fosfato atomo di carbonio 5′ un nucleotide legato a Gruppo 3'-OH del desossiribosio nucleotide vicino (Figura 1). Ad un'estremità della catena polinucleotidica c'è Gruppo Z'-OH (estremità Z'), e dall'altro - Gruppo 5'-fosfato (estremità 5').

Livelli di struttura del DNA

È consuetudine distinguere 3 livelli di struttura del DNA:

• primario;
• secondario;
• terziario

Struttura primaria del DNAè la sequenza di disposizione dei nucleotidi in una catena polinucleotidica del DNA.

Struttura secondaria del DNA si stabilizza tra coppie di basi complementari ed è una doppia elica di due catene antiparallele attorcigliate a destra attorno allo stesso asse.

Il giro totale della spirale è 3,4 nm, distanza tra le catene 2nm.

Struttura terziaria del DNA - superspecializzazione del DNA. La doppia elica del DNA può subire un'ulteriore elicizzazione in alcuni siti per formare un superavvolgimento o una forma circolare aperta, spesso causata dall'unione covalente delle loro estremità aperte. La struttura superavvolta del DNA assicura che la lunghissima molecola di DNA sia impacchettata economicamente nel cromosoma. Pertanto, in una forma allungata, la lunghezza di una molecola di DNA è 8 cm, e sotto forma di superspirale si inserisce 5 miglia nautiche.

Regola di Chargaff

Regola di E. Chargaffè un modello del contenuto quantitativo di basi azotate in una molecola di DNA:

1. Nel DNA frazioni molari le basi puriniche e pirimidiniche sono uguali: A+G = C+T O (A+G)/(C + T)=1 .
2. Nel DNA numero di basi con gruppi amminici (A+C) equivale numero di basi con gruppi chetonici (G+T):A+C= G+T O (A+C)/(G+ T)= 1
3. La regola di equivalenza, cioè: LA=T, SOL=C; A/T = 1; Sol/Re=1.
4. Composizione nucleotidica del DNA negli organismi di gruppi diversi è specifico e caratterizzato coefficiente di specificità: (G+C)/(A+T). Nelle piante e negli animali superiori coefficiente di specificità inferiore a 1, e fluttua leggermente: da 0,54 Prima 0,98 , nei microrganismi è superiore a 1.

Modello del DNA di Watson-Crick

B1953 Giacomo Watson e Francesco Grido, sulla base dell'analisi di diffrazione dei raggi X dei cristalli di DNA, è giunto alla conclusione che DNA nativoè costituito da due catene polimeriche che formano una doppia elica (Figura 3).

Le catene polinucleotidiche avvolte una sull'altra sono tenute insieme legami di idrogeno, formato tra le basi complementari di catene opposte (Figura 3). In cui adenina forma una coppia solo con timina, UN guanina- Con citosina. Coppia di basi A si sta stabilizzando due legami idrogeno e una coppia G-C - tre.

La lunghezza del DNA a doppio filamento viene solitamente misurata dal numero di coppie di nucleotidi complementari ( P.N.). Per le molecole di DNA costituite da migliaia o milioni di coppie di nucleotidi, vengono prese le unità t.b.s. E m.p.n. rispettivamente. Ad esempio, il DNA del cromosoma umano 1 è lungo una doppia elica 263 m.b..

Struttura della molecola di fosfato di zucchero, che consiste di gruppi fosfato e residui di desossiribosio collegati Legami 5'-3'-fosfodiestere, forma le “pareti laterali di una scala a chiocciola” e le coppie di basi A E G-C- i suoi passi (Figura 3).

Figura 3: modello DNA Watson-Crick

Catene di molecole di DNA antiparallelo: uno di loro ha una direzione 3'→5', altro 5'→3'. Secondo il principio di complementarità, se una delle catene contiene una sequenza nucleotidica 5-TAGGCAT-3′, quindi nella catena complementare in questo punto dovrebbe esserci una sequenza 3′-ATCCGTA-5′. In questo caso, la forma a doppio filamento sarebbe simile a questa:

• 5′-TAGGCAT-3′
• 3-ATCCGTA-5′.

In una registrazione del genere 5′ estremità della catenella superiore sempre posizionato a sinistra, e Fine 3′- sulla destra.

Il portatore dell’informazione genetica deve soddisfare due requisiti fondamentali: riprodurre (replicare) con elevata precisione E determinare (codificare) la sintesi di molecole proteiche.

Modello del DNA di Watson-Crick soddisfa pienamente questi requisiti perché:

• Secondo il principio di complementarità, ciascun filamento di DNA può fungere da modello per la formazione di una nuova catena complementare. Di conseguenza, dopo un ciclo, si formano due molecole figlie, ciascuna delle quali ha la stessa sequenza nucleotidica della molecola di DNA originale.
• la sequenza nucleotidica di un gene strutturale determina in modo univoco la sequenza aminoacidica della proteina che codifica.

1. Una molecola di DNA umano contiene circa 1,5 gigabyte di informazioni. Allo stesso tempo, il DNA di tutte le cellule del corpo umano occupa 60 miliardi di terabyte, che vengono archiviati in 150-160 grammi di DNA.
2. Giornata internazionale del DNA celebrato il 25 aprile. In questo giorno del 1953 James Watson E Francesco Creek pubblicato su una rivista Natura il suo articolo intitolato "Struttura molecolare degli acidi nucleici" , dove è stata descritta la doppia elica della molecola di DNA.

Bibliografia: Biotecnologia molecolare: principi e applicazioni, B. Glick, J. Pasternak, 2002