Proprietà e fluttuazione del DNA

Abbiamo visto, negli appunti precedenti, la doppia elica di Watson e Crick e anche le varie strutture che il DNA assume in base alle condizioni di idratazione. Sappiamo, quindi, che il DNA è una molecola molto stabile formata da due filamenti complementari che si avvolgono formando una doppia elica destrorsa.
Vediamo ora le sue proprietà fisiche.

Fonte: wikipedia



Proprietà fisiche del DNA

  • Il DNA è una molecola stabile in un range di pH molto ampio, da 4 a 11. Avendo uno scheletro idrofilico che presenta le cariche negative del fosfato viene stabilizzato da proteine basiche, cationi come Ca2+ e molecole poliamminiche come spermina e spermidina.
  • Il DNA è molto viscoso ed è quindi molto difficile da pipettare.

Queste caratteristiche, però, possono essere modificate da diversi fattori:

  • pH estremi: provocano la rottura dei legami a H tra le basi e quindi la denaturazione della molecola.
  • Calore: provoca la denaturazione della molecola perché rompono i ponti a idrogeno tra le basi.
  • Diminuzione della costante dielettrica del mezzo dovuta all’aggiunta di solventi organici.
  • Urea e formammide.

E’ la denaturazione che provoca la modificazione di alcuni parametri fisici:

  • Diminuzione viscosità.
  • Aumento della densità.
  • Effetto ipercromico: c’è un aumento dell’assorbanza a 260nm. Questo avviene perché diminuiscono le interazioni tra le basi che sono più eccitabili. Nella doppia elica una base “maschera” l’altra e quindi solo una assorbe, mentre se la molecola è denaturata tutte le basi sono esposte ai raggi UV.



Fluttuazione del DNA

Il DNA, quando si trova nella sua struttura B, è soggetto a fluttuazioni localizzate dei suoi atomi che provocano allungamenti o avvolgimenti nella molecola. La fluttuazione è provocata da diversi fattori:

  • Specifiche sequenze di nucleotidi.
  • Temperatura.
  • Legame con proteine particolari come le proteine che regolano la trascrizione. Esse provocano la denaturazione della doppia elica solo in alcuni punti specifici che sono quelli da trascrivere. I fattori di trascrizione, quindi, agiscono legandosi in punti specifici dei geni che devono essere trascritti.
  • Legame con etidio bromuro, che è un agente intercalante che si intercala tra le basi e può denaturare pezzi di elica. L’etidio bromuro viene utilizzato anche nelle tecniche di elettroforesi su gel di agarosio per visualizzare la migrazione dei frammenti di DNA.

Il DNA, anche se denaturato, torna nella sua conformazione iniziale appena le condizioni ritornano ottimali. La capacità di assumere configurazioni instabili che tornano alla conformazione standard è detta metastabilità.

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Autore dell'articolo: Admin

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