Nel precedente post abbiamo visto: nucleotidi che come singole molecole sono vettori di energia.
In questo post vedremo come i nucleotidi sono anche in grado di legarsi chimicamente l'uno con l'altro formando il DNA. Già nel post: Link ho detto che due nucleotidi vicini grazie ad un processo di condensazione si legano, si incatenano, per mezzo di un legame covalente che li tiene uniti e che si chiama LEGAME FOSFODIESTERICO. Se il processo si ripete avremo come risultato finale una lunga catena di nucleotidi detta appunto polinucleotidica perchè formata da tanti nucleotidi incatenati tra loro uno dietro l'altro in modo simile a quanto visto per gli amminoacidi che formano catene polipeptidiche.
Il DNA è una macromolecola elicoidale formata da 2 filamenti polinucleotidici antiparalleli e complementari. vediamo cosa significa --> riporto l'immagine schematica mostrante la struttura generale di un singolo nucleotide che ho già inserito nei post precedenti:
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Come già detto ogni nucleotide è formato sempre da uno zucchero, una base azotata e un gruppo fosfato. Poi ho semplificato la molecola in questo modo:
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E' sempre il nostro nucleotide di partenza, formato dal solito zucchero in rosa, dal gruppo fosfato in giallo e dalla base azotata in blu. Ho anche detto che i nucleotidi non sono tutti uguali e differiscono per il tipo di base azotata che contengono, le basi azotate che si possono trovare nei nucleotidi del DNA sono: ADENINA, TIMINA, GUANINA oppure CITOSINA. Tutto questo è stato ampiamente descritto nei post precedenti. Adesso guardiamo un'immagine schematica del DNA:
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Come si vede nell'immagine in alto, il DNA è formato da due filamenti, uno a sinistra e l'altro a destra, e ogni filamento è formato da una sequenza di tanti nucleotidi legati uno sotto l'altro grazie a legami covalenti fosfodiesterici di cui abbiamo già parlato. Cercate di stamparvi mentalmente l'immagine che mostra la struttura generale di un singolo nucleotide e cercate di vedere queste strutture all'interno di ogni singolo filamento che forma il DNA:
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In verde ne ho cerchiato uno: vediamo sempre lo zucchero in rosso, la base azotata in giallo e il solito gruppo fosfato indicato con la lettera P. Seguendo questo metodo cercate di visualizzare gli altri nucleotidi che formano ogni elica e cercate di vedere come sono legati tra loro. Quindi ogni singola elica di DNA è semplicemente formata da tanti nucleotidi legati tra loro uno sotto l'altro. Le due eliche però NON SONO UGUALI: una è dritta, l'altra è capovolta, se guardate l'elica di destra vedete infatti che i nucleotidi sono "A TESTA IN GIU". Questo significa che ogni filamento ha una sua direzionalità, ha una sua polarità e diremo che i due filamenti sono ANTIPARALLELI, ossia orientati in direzione opposta.
Come ho già detto i nucleotidi differiscono l'uno dall'altro per il differente tipo di base azotata che hanno. Possono contenere adenina, timina, guanina o citosina. Se guardate l'immagine in alto notate che i due filamenti che formano il DNA sono legati tra loro PROPRIO A LIVELLO DELLE BASI AZOTATE (schematizzate in giallo) per mezzo di legami a idrogeno che vedete rappresentati in questo modo --- H ---. Quindi la base azotata di ogni nucleotide del filamento di sinistra si legherà tramite legami a idrogeno alla base azotata del nucleotide complementare del filamento di destra. In particolare PER LEGGE si avrà che: L'ADENINA SI LEGHERA' SEMPRE ALLA TIMINA PER MEZZO DI DUE LEGAMI A IDROGENO E LA GUANINA SI LEGHERA' SEMPRE ALLA CITOSINA PER MEZZO DI TRE LEGAMI A IDROGENO. Questo significa che se nel filamento di sinistra ho un nucleotide che come base azotata contiene CITOSINA, questo sarà legato chimicamente al nucleotide complementare del filamento di destra che conterrà per forza la base azotata GUANINA. Questa è una legge chimica, è così per natura, l'adenina per struttura chimica non potrebbe legarsi alla guanina per esempio perchè darebbe origine ad una struttura troppo ingombrante, troppo instabile, quindi non si formano legami tra adenina e guanina o tra timina e citosina. I legami a idrogeno che tengono uniti i due filamenti si formano sempre e solo tra: ADENINA + TIMINA GUANINA + CITOSINA Diremo quindi che le basi azotate sono COMPLEMENTARI
Dopo che i due filamenti del DNA si sono legati tra loro, si riavvolgono su se stessi attorno ad un asse immaginario centrale ---> la conseguenza di ciò è che il DNA avrà un andamento a spirale o a chiocciola o a elica, come volete vederlo lo vedete. Adesso capiamo quanto detto sopra: il DNA è una macromolecola con struttura elicoidale formata da due filamenti polinucleotidici antiparalleli volti nel complesso a spirale.
guardiamo ora questo video:
In questo video vediamo come si presenta il DNA nella sua conformazione naturale, ossia con i due filamenti avvolti a formare una doppia elica a spirale. Dal minuto 0.00 a 0.06 vediamo come i due filamenti sono avvolti ad elica, il primo filamento è colorato in verde e l'altro in viola. Da 0.07 a 0.17 vediamo che in arancione vengono evidenzate le parti dei nucleotidi che si rivolgono verso l'esterno della molecola e queste sono gli zuccheri e i gruppi fosfato. Ogni nucleotide abbiamo detto che ha uno zucchero, un gruppo fosfato e una base azotata. Quando i due filamenti di DNA si avvolgono a spirale, gli zuccheri e i gruppi fosfato di tutti i nucleotidi sono rivolti verso l'ESTERNO nella molecola di DNA e formano lo SCHELETRO del DNA. Mentre tutte le basi azotate di tutti i nucleotidi che formano i due filamenti, le vedete evidenziate in viola, si nascondono ALL'INTERNO della molecola di DNA. Perchè questo comportamento? Perchè zuccheri e gruppi fosfato sono SOLUBILI IN ACQUA, quindi vanno d'accordo con l'acqua e instaurano legami con essa rendendo la molecola di DNA solubile. Le basi azotate invece NON SONO SOLUBILI IN ACQUA e di conseguenza tendono a stare il più lontano possibile dall'ambiente acquoso e vanno a sistemarsi all'interno della molecola. NOTATE CHE L'ANDAMENTO STRUTTURALE DEL DNA NON E' PER NIENTE CASUALE, OGNI PIU' PICCOLO MOVIMENTO HA UNA MOTIVAZIONE ED E' GOVERNATO DA PRECISE LEGGI CHIMICHE. Dal minuto 0.22 a 0.25 vediamo la molecola del DNA dall'alto e si distinguono meglio in arancione le parti che formano lo SCHELETRO ESTERNO DEL DNA, ossia gli zuccheri e i gruppi fosfato dei nucleotidi e in viola tutte le basi azotate dei vari nucleotidi nascoste all'interno. Questa disposizione è molto importante perchè l'IL CODICE GENETICO CHE GOVERNA LA VITA, L'INFORMAZIONE EREDITARIA DIPENDE DALLA SEQUENZA DELLE BASI AZOTATE e come tale deve essere PROTETTO, per quello le basi azotate sono presenti all'interno dell'ossatura --> in tal modo si evita che le basi azotate possano reagire con molecole instabili generando danni e mutazioni. Dal minuto 0.36 a 0.42 vedete come nella molecola di DNA è possibile riconoscere un SOLCO MAGGIORE e un SOLCO MINORE --> in qualche modo le basi azotate anche se protette devono pur essere accessibili perchè come detto contengono l'informazione ereditaria. Il resto del video mostra particolari di cui abbiamo parlato. La molecola di DNA contiene numerosissime cariche negative all'esterno e capirete perchè se vi andate a rivedere il post in cui ho parlato del gruppo fosfato: Link
FINE
In questo post ho sottolineato soltanto la struttura molecolare del DNA, come ho fatto con tutte le altre macromolecole, ma non è ancora arrivato il momento di approfondire argomenti come la duplicazione e così via.
Modificato da - nicotinammide in Data 10 gennaio 2012 23:35:54
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MACROMOLECOLE(PARTE7):glucidi,proteine,lipidi,ac.nucleici
Inserito il - 10 gennaio 2012 : 23:23:39
