il DNA

di Vittorio Sossi

inserita il 20-01-2004

Elementi Fondamentali

Elementi costitutivi e nucleotidi

“ la chimica del DNA „

In queste pagine verrà brevemente analizzata la composizione chimica del DNA e la struttura della doppia elica. Opportune alcune conoscenze di chimica.

Il DNA (acronimo per acido desossiribonucleico) è una macromolecola biologica: questo vuol dire che è costituito da un numero elevato di atomi ed è ristretto ai soli esseri viventi.

Entrano a far parte della costituzione del DNA solo 5 elementi diversi:

C simbolo chimico che indica il Carbonio
O simbolo chimico che indica l'Ossigeno
H simbolo chimico che indica l'Idrogeno
N simbolo chimico che indica l'Azoto
P simbolo chimico che indica il Fosforo

Come tutte le macromolecole biologiche il DNA viene costruito a partire da un numero limitato di diverse subunità, che vengono assemblate l'una con l'altra a formare lunghe catene:
le subunità costitutive del DNA si chiamano nucleotidi. Per questo il DNA che è formato da migliaia fino a miliardi di queste subunità viene chiamato POLINUCLEOTIDE (= molti nucleotidi).

I nucleotidi implicati nella formazione del DNA sono solo quattro:

ADENINA indicata con la lettera A
TIMINA indicata con la lettera T
GUANINA indicata con la lettera G
CITOSINA indicata con la lettera C

La variabilità della sequenza

“ Un numero incredibile di combinazioni „

i nucleotidi vengono agganciati in fila come i vagoni di un treno a formare lunghi filamenti: ad esempio AGCTTAATAGCA...
Questa organizzazione permette di generare molecole di DNA assolutamente diverse fra loro in un numero pressoché infinito. Immaginando una molecola di DNA (è improprio chiamarlo DNA a questo stadio e il termine corretto sarebbe OLIGONUCLEOTIDE) costituita dalla successione di 2 soli nucleotidi si possono confezionare ben 16 diverse combinazioni:
AA AC AG AT,
CA CC CG CT,
GA GC GG GT,
TA TC TG TT
la semplice formula matematica che ci permette di calcolare immediatamente il numero di combinazioni possibili conoscendo il numero di nucleotidi disposti in fila lungo la molecola è:
4ⁿ
dove il 4 è indice dei quattro nucleotidi che possono essere presenti, A C G T, e n invece è il numero di nucleotidi che fanno parte della molecola;
nel caso che fossero solo 2 come sopra: 4 alla seconda è uguale a 16 come trovato empiricamente.
Se si ha abbastanza pazienza si può anche estrapolare tutte le possibili combinazioni date da soli 3 nucleotidi in successione casuale. Ma bisognerà scrivere 64 serie diverse.
con soli 10 nucleotidi avremmo una combinazione possibile di filamenti diversi di ben 1.048.576!!!
Immaginate le combinazioni possibili quando lungo una molecola di DNA si succedono miliardi di nucleotidi!!!