Struttura del DNA

Le conoscenze sulla complessa struttura della molecola del DNA, la molecola che porta l'informazione genetica, si devono al biologo James Watson e al fisico e biologo Francis Crick. Nel 1953, nel laboratorio Cavendish dell'università di Cambridge, studiarono la foto a raggi X dei cristalli di DNA, scattata da Rosalind Franklin. Immaginarono così la struttura tridimensionale della molecola della vita, a forma di scala a chiocciola attorcigliata in senso orario. In seguito alle brillanti indagini svolte, ai due illustri scienziati venne conferito, nel 1962, il premio Nobel per la chimica e la biologia.

Modello DNA

L'intera struttura del DNA, simile ad una lunga e sottile scala a chiocciola, è formata da migliaia di pioli. Chimicamente, le sono costituite dal regolare alternarsi di una molecola di acido fosforico e da una di desossiribosio (uno zucchero formato da 5 atomi di carbonio), mentre i pioli di collegamento sono formati da una molecola di adenina che si incastra in una molecola di timina, oppure da una molecola di citosina che si inserisce in una di guanina. L'adenina, la timina, la citosina e la guanina vengono definite sostanze fondamentali e, per comodità, abbreviate in A T C G. Nella doppia elica, le catene "deossiribosio-fosfato" delimitano uno spazio interno (anima) che è riempito da coppie complementari di basi puriniche (adenina e guanina) e pirimidiniche (timida e citosina), impilate una sopra l'altra.

Watson e Crick nel '95 con uno dei loro modelli di DNA

In tutti i DNA la quantità di adenina è uguale a quella di timina (A=T) e quella di guanina è uguale a quella di citosina (G=C); inoltre, la somma delle basi puriniche è uguale a quella delle basi pirimidiniche (A+G=T+C). Con queste quattro lettere, si possono comporre i messaggi più diversi. In tutti gli esseri viventi, dai batteri alle piante, la struttura del DNA rimane fondamentalmente sempre la stessa; il rapporto A+T/G+C varia da un DNA ad un altro, caratterizzando le specie.

Rosalind Franklin e la sua fotografia della diffrazione ai raggi X del DNA

Quando la cellula si deve dividere, le due eliche si separano: sull'elica di destra se ne forma una nuova di sinistra, mentre su quella di sinistra se ne forma una nuova di destra. Alla fine del processo si ottengono due eliche che si distribuiscono, una per ciascuna, nelle due cellule figlie. Questo processo può avvenire perché nelle due eliche è contenuta la stessa informazione genetica, anche se codificata in maniera complementare.

Nonostante l'evidente uniformità strutturale, ciascun individuo animale o vegetale porta un DNA diverso da quello di qualsiasi altro organismo. La differenza è dovuta al fatto che la lunghezza delle spirali e soprattutto la successione delle quattro basi fondamentali sono soggette ad un'enorme variabilità. Si potrebbe pensare che, essendo le basi soltanto quattro, le possibili combinazioni differenti siano piuttosto limitate; in realtà il numero delle possibili combinazioni diventa infinito.

In natura, esiste una grande varietà di DNA: varia da specie a specie ma anche da individuo a individuo, per cui se si esula da casi del tutto particolari, non esistono due esseri viventi caratterizzati da identiche molecole di acido desossiribonucleico. (Manuela Mandelli)

Watson e Crick nel '53 con il loro modello del DNA (la doppia elica)

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