Il DNA è una molecola complessa costituita da una doppia catena di nucleotidi. I nucleotidi sono macromolecole costituiti da uno zucchero (il desossiribosio), un gruppo fosfato e una base azotata.
Le basi azotate presenti nei nucleotidi sono quattro, due purine (Adenina e Guanina) e due pirimidine (Citosina e Timina)
Lo zucchero presente, il desossiribosio, è un pentoso, i cui atomi di carbonio vengono numerati 1′,2′, 3′, 4′ e 5′ per distinguerli dagli atomi delle basi azotate. I gruppi idrossilici presenti al carbonio 5′ e 3′ si legano al gruppo fosfato che funge da ponte tra un nucleotide e l’altro nello scheletro del DNA.
Struttura del desossiribosio. Da http://www-course.cs.york.ac.uk/nsc/lectures/11%20DNA.pdf
La base azotata si lega al carbonio 1′ dello zucchero, formando un nucleoside (manca il gruppo fosfato).
Struttura esemplificativa della desossiadenina. da http://www-course.cs.york.ac.uk/nsc/lectures/11%20DNA.pdf
Il singolo filamento di DNA presenta gli zuccheri dei nucleotidi legati attraverso il gruppo fosfato e le basi azotate legate allo zucchero ma non tra di loro. Le due eliche del DNA si organizzano in modo da portare le basi azotate verso l’interno e lo scheletro di zuccheri verso l’esterno. Le due eliche hanno direzioni opposte. Ciò significa che a una estremità del doppio filamento una catena presenterà il carbonio 3′ libero, mentre l’altra catena presenterà il carbonio 5′. Viceversa accadrà all’estremità opposta.
Il doppio filamento del DNA assume una conformazione a elica destrorsa
Con il termine rapporti intraelica o interelica ci si riferisce ai legami che si instaurano tra i due filamenti di DNA o tra i nucleotidi presenti all’interno del singolo filamento.
Per quanto riguarda i legami tra i nucleotidi del singolo filamento, il legame principale è quello covalente che si instaura grazie al ponte fosfato e che viene chiamato legame fosfodiesterico.
Esistono anche deboli interazioni non covalenti, soprattutto a livello dei due spazi sulla superficie esterna dell’elica che vengono chiamati solco maggiore e solco minore.
Le interazioni tra i nucleotidi dei due filamenti sono invece basate sui ponti idrogeno che legano le due basi adiacenti. Le basi A e T hanno la possibilità di due ponti a idrogeno, mentre le basi C e G ne instaurano tre. Il legame CG è infatti più forte del legame AT e lunghe sequenze di C o G sul DNA rendono i due filamenti molto più difficili da allontanare.
link2 struttura del DNA e storia della sua scoperta