1. I Nucleotidi: I Mattoni del DNA
Il DNA (acido desossiribonucleico) è un polimero i cui monomeri costitutivi sono i nucleotidi. Ciascun nucleotide è composto da tre parti distinte: un gruppo fosfato, uno zucchero pentoso (il desossiribosio) e una base azotata.
Le basi azotate si dividono in due categorie: le purine, a doppio anello (Adenina e Guanina), e le pirimidine, a singolo anello (Citosina e Timina).
2. Il Modello a Doppia Elica e la Complementarietà
Nel 1953 James Watson e Francis Crick, basandosi anche sui dati sperimentali di Rosalind Franklin e Erwin Chargaff, proposero il modello tridimensionale a doppia elica del DNA. I due filamenti sono antiparalleli (uno scorre in direzione $5'\rightarrow 3'$ e l'altro in direzione $3'\rightarrow 5'$) e uniti da legami a idrogeno tra le basi azotate secondo la regola della complementarietà:
$$\text{Adenina (A)} = \text{Timina (T)} \quad (\text{2 legami a idrogeno})$$ $$\text{Guanina (G)} \equiv \text{Citosina (C)} \quad (\text{3 legami a idrogeno})$$
📝 Esercizio Esempio Guidato
Testo: Se in un filamento di DNA la percentuale di Adenina è pari al $30\%$, quali saranno le percentuali delle altre basi azotate secondo le regole di Chargaff?
Risoluzione passo-passo:
- Per la regola di Chargaff, l'Adenina si appaia sempre con la Timina ($A = T$), quindi la Timina sarà anch'essa al $30\%$.
- La somma totale delle percentuali delle quattro basi è del $100\%$. La somma di A e T è $30\% + 30\% = 60\%$.
- Il restante $40\%$ è costituito da G e C in parti uguali ($G = C$), per cui Guanina e Citosina saranno ciascuna al $20\%$.
🎯 Soluzione: Timina = $30\%$, Guanina = $20\%$, Citosina = $20\%$.