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292 10 Il DNA: la natura chimica del gene © 978-88-08-52116-3

La struttura tridimensionale descritta da Watson e (b) estremità 5′
Crick prende il nome di struttura B-DNA (figura 10.14). O–
Questa struttura si manifesta quando una grande quantità estremità 3′
di acqua circonda la molecola e non si presenta nel DNA –O P O HO
una sequenza di basi insolita, una condizione comune
nelle cellule. La struttura B-DNA è la configurazione più O
stabile per una sequenza casuale di nucleotidi in condi-
zioni fisiologiche e molte evidenze suggeriscono che sia la CG
struttura dominante nella cellula. AT
CG
Il B-DNA è un’elica destrorsa, il che significa che
possiede una spirale che gira in senso orario. Ci sono GC
all’incirca 10 paia di basi (bp) per una rotazione di 360 TA
gradi dell’elica, di conseguenza ogni paio di basi è ruo-
tato di 36 gradi in rapporto alle basi adiacenti (figura Lo scheletro del DNA C G
10.14b). Le paia di basi sono distanziate di 0,34 nano- è composto da molecole TA
metri (nm); così, ogni rotazione completa della molecola di zucchero desossiribosio
misura 3,4 nanometri. Il diametro dell’elica è 2 nm, e le unite da fosfato. 2 nm 3,4 nm
basi sono perpendicolari all’asse maggiore della molecola (a) AT
di DNA. Il modello tridimensionale mostra che il B- GC
DNA ha una struttura sottile e allungata (figura 10.14a).
L’avvolgimento dei filamenti nucleotidici crea solchi più TA
o meno grandi nell’elica, determinando caratteristiche
importanti per il legame di alcune proteine che regola- CG
no l’espressione delle informazioni genetiche (si veda il
capitolo 16). Ossigeno MSoinlcoor mgrinoorvee T GC 0,34
Smoalcgogiore A nm
Un’altra struttura secondaria che il DNA può assu- Fosforo CG
mere è la struttura A-DNA, che si manifesta quando è Idrogeno TA
presente poca acqua. Come la struttura B-DNA, anche la Carbonio
A-DNA è un’elica destrorsa (figura 10.15a), ma è più cor- dello AT
ta e più larga rispetto a essa (figura 10.15b) e le sue basi si scheletro GC
scostano dall’asse principale della molecola. La struttura zucchero-
A-DNA è stata scoperta in alcuni complessi di proteine e fosfato OH O
nelle spore di alcuni batteri. Basi estremità 3′ –O P O

Una struttura secondaria radicalmente diversa, det- O–
ta Z-DNA (figura 10.15c) forma un’elica sinistrorsa. In estremità 5′
questa forma lo scheletro dello zucchero-fosfato si avvol-
ge a zigzag avanti e indietro, dando origine al nome. Una 10.14 La struttura B-DNA è composta da un’elica destrorsa
struttura Z-DNA si può produrre se la molecola contie-
ne particolari sequenze di basi, come un gran numero di che ha circa 10 basi per ogni rotazione.
alternanze di nucleotidi C e G. Alcuni ricercatori hanno (a) Modello tridimensionale della struttura B-DNA che mostra
scoperto che anticorpi specifici per la Z-DNA si legano a i solchi maggiori e minori.
regioni del DNA in procinto di essere trascritte nell’RNA, (b) Rappresentazione grafica.
suggerendo così che la Z-DNA possa svolgere un ruolo
nell’espressione dei geni. Altre strutture secondarie del Direzione
DNA (C-DNA, D-DNA ecc.) possono formarsi in parti- dell’elica
colari condizioni sperimentali o in DNA per particolari
sequenze di basi.

CONCETTI 28 Å
Il DNA può assumere diverse strutture secondarie a se-
conda delle condizioni in cui è posto e in funzione della (a) forma A (b) forma B (c) forma Z
sequenza delle sue basi. La B-DNA è considerata la confi-
gurazione più comune presente nelle cellule. 10.15 Il DNA può assumere diverse strutture secondarie.

VERIFICA DEL CONCETTO 8

In che cosa la struttura Z-DNA differisce dalla B-DNA?