DNA e Codice Genetico

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LA NATURA DEL DNA

Il DNA era stato isolato per la prima volta da Miescher nel 1869. la sostanza isolata, era bianca, zuccherina, leggermente acida e conteneva fosforo. Poiché era stata trovata soltanto nei nuclei delle cellule, venne chiamato acido nucleico. Tale nome fu in seguito modificato in acido deossiribonucleico ( DNA) per distinguere questa sostanza da una simile, l’acido ribonucleico
( RNA ). Verso la metà del 900 era noto che il DNA era costituito da nucleotidi. Ogni nucleotide è formato da una base azotata, dallo zucchero deossiribosio e da un gruppo fosfato.
Vi sono due tipi di basi azotate: le purine, che presentano una struttura a due anelli, e le pirimidine che anno un solo anello. Nel DNA vi sono due tipi di purine, l’adenina e la guanina, e due tipi di pirimidine, la citosina e la timida. Cosi il DNA è costituito da quattro tipi di nucleotidi che differiscono soltanto per il tipo di base azotata.

GLI ESPERIMENTI CON I BATTERIOFAGI

Nel 1940 ebbe inizio una serie di esperimenti fondamentali che utilizzavano un altro “ materiale adatto”. Tale materiale era un gruppo di virus che attaccano i batteri e sono pertanto detti batteriofagi. I batteriofagi scelti inizialmente per questi studi furono quelli che attaccano ESCHERIA COLI, uno tra i più comuni batteri dell’intestino umano.
Questi virus, comunemente chiamati fagi sono poco costosi, possono essere facilmente allevati in laboratorio e richiedono poco spazio e modeste attrezzature.
L’analisi chimica dei batteriofagi rivelò che essi sono costituiti quasi elusivamente da DNA e proteine, le due sostanze che negli anni ’40 erano i principali candidati al ruolo di materiale genetico.

IL RUOLO DEL DNA

Il ruolo del DNA nella duplicazione virale fornì prove molto convincenti all’ipotesi che il DNA fosse il materiale genetico.

IL MODELLO DI WATSON E CRICK

Si sapeva che la molecola di DNA era di grandi dimensioni, lunga e filiforme, ed era formata da nucleotidi, ognuno contenente una purina o una pirimidina, una molecola di zucchero deossiribosio e un gruppo fosfato. Le proteine sono spesso disposte in modo elicoidale e vengono mantenute in questa disposizione da legami a idrogeno che si formano tra le spire adiacenti dell’elica.
Partendo da questi dati Watson e Crick cercarono di costruire un modello di DNA che fosse in accordo con i fatti già noti e spiegasse il ruolo biologico del DNA. Mettendo insieme tutti i dati conosciuti, Watson e Crick furono in grado di dedurre che il DNA è una doppia elica molto lunga e spiralizzata.
Ogni base azotata forma un legame covalente con la molecola di zucchero posta nel tratto di montante adiacente ad essa. Le basi appaiate si incontrano sull’asse centrale dell’elica e sono unite da legami idrogeno, legami relativamente deboli.