STRUTTURA DEL DNA

Watson e Crick

R. Franklin M. Wilkins

•XWatson e Crick proposero il loro modello di struttura del DNA in base ai risultati di Franklin and Wilkins sulla diffrazione con raggi X del DNA ed a quelli di Chargaff - nelle cellule quantità di adenina = timina e quantità di guanina = citosina -

Diffrazione con raggi X del DNA

fonte di raggi X DNA

lastra fotografica

Composizione degli acidi nucleici

DNA (acido deossiribonucleico)1) Acido fosforico2) Deossiribosio3) Basi azotate

a) Adeninab) Guaninac) Citosinad) Timina

Purine

Pirimidine

Zuccheri

OH H

ribosio 2-deossiribosio

RNA DNA

Basi azotate

Il DNA è un polinucleotide che contiene A, G, T e C

L’ RNA è un polinucleotide che contiene A, G, U e C

PURINE

PIRIMIDINE

Adenina (A)

Guanina (G)

Citosina (C)

Timina (T)

Uracile (U)

NucleotidiNucleotidi purinici

Nucleotidi pirimidinici

adenina guanina

citosina timina

fosfato

deossiribosio

Deossiadenosina 5’-monofosfato (dAMP)

Deossiguanina 5’-monofosfato (dGMP)

Deossicitosina 5’-monofosfato (dCMP) Deossitimina 5’-monofosfato (dTMP)

Legami covalenti fosfodiesterici tra deossiribosi e gruppi fosfati determinano la formazione del singolo filamento

Singolo filamento

terminale 5’

terminale 3’

legame fosfodiesterico

I terminali del filamento sono differenti ( 5’ e 3’)

Accoppiamenti tra basi azotate

GuaninaCitosina

Base guanina-citosina (tre legami idrogeno)

deossiribosio deossiribosio

AdeninaTimina

Base adenina-timina (due legami idrogeno)

deossiribosio deossiribosio

Doppio filamento

I due filamenti polinucleotidici sono complementari e antiparalleli

Le basi sono situate perpendicolarmente all’asse del doppio filamento

Doppia elicafilamento di DNA

doppia elica di DNA

mattoni del DNA

doppio filamento di DNA

zucchero

fosfato base nucleotide

scheletro zucchero-fosfato

basi appaiate legami idrogeno

basi appaiate legami idrogeno

Doppia elica continua

(1 nm =1 x 10-9 m)

basi appaiate (C e N)

H

modello molecolare diagramma stilizzato

O

P

C

asse elica

solco maggiore

solco minore

Misure della doppia elica:

diametro 2 nm

giro elica 3.4 nm

base 0.34 nm

10 basi/1 giro elica

1. Due catene polinucleotidiche avvolte in sesnso destrorso.

2. Catene polinucleotidiche antiparallele: 5’ 3’3’ 5’

3. Gli scheletri zucchero-fosfato sono all’esterno della doppia elica, le basi sono orientate verso l’asse centrale.

4. Le coppie di basi complementari sono legate insieme da legami deboli idrogeno. A si appaia con T (2 legami H), G con C (3 legami H).

5’-TATTCCGA-3’3’-ATAAGGCT-5’

5. Una coppia di basi occupa 0.34 nm, un giro completo dell’elica occupa 3.4 nm (10 basi/giro).

6. Gli scheletri zucchero-fosfato non sono egualmente spaziati, formando così un solco maggiore ed uno minore.

Caratteristiche principali della doppia elica

doppia elica

Compattamnto della doppia elica

in cromosoma

“collana di perle”

istone ottamerico

doppia elica

nucleosoma

fibra di 30 nm

domini ad ansa

cromosoma metafasico

istone H1

Compattamento della doppia elica in cromosoma cntinua

istone ottamerico

istone H1

nucleosoma

DNA

istone ottamerico

istone H1DNA

Compattamento della doppia elica in cromosoma