Diversi fattori contribuiscono alla stabilità e alla preferenza del DNA destrorso:
1. Considerazioni strutturali ed energetiche :
La struttura elicoidale destrorsa del DNA è intrinsecamente più stabile della sua controparte sinistrorsa grazie alla disposizione della sua spina dorsale zucchero-fosfato e delle coppie di basi. Gli zuccheri desossiribosio nel DNA hanno una conformazione C2'-endo, che favorisce la torsione destrorsa. Inoltre, lo schema dei legami idrogeno tra le basi azotate, in particolare l'orientamento degli anelli purinici e pirimidinici, stabilizza ulteriormente l'elica destrorsa.
2. Interazioni enzimatiche :
Gli enzimi che interagiscono con il DNA, come le DNA polimerasi, le elicasi e le topoisomerasi, si sono evoluti per riconoscere e legarsi specificamente al DNA della forma B destrogira. Questi enzimi svolgono un ruolo cruciale nella replicazione, riparazione e trascrizione del DNA. La loro elevata selettività per il DNA destrorso rafforza la dominanza di questa conformazione chirale.
3. Storia evolutiva e selezione naturale :
L'origine della chiralità nel DNA potrebbe essere fatta risalire alle prime fasi dell'evoluzione della vita. È possibile che uno dei primi antenati di tutti gli organismi viventi abbia sviluppato la conformazione del DNA destrorso, e questo tratto è stato preservato attraverso le generazioni successive grazie alla sua stabilità e compatibilità con i processi cellulari. Nel corso del tempo, la struttura del DNA mancino potrebbe essere stata eliminata attraverso la selezione naturale, favorendo la più vantaggiosa forma destrorsa.
4. Effetti ambientali e stabilità :
Il DNA destrimano è più resistente a determinate condizioni ambientali rispetto al DNA mancino. Gli studi hanno dimostrato che il DNA destrimano resiste meglio alle temperature più elevate e all’esposizione alle radiazioni rispetto al DNA mancino. Questa maggiore stabilità potrebbe aver contribuito al successo evolutivo degli organismi con DNA destrogiro.
5. Superavvolgimento e confezionamento del DNA :
Le torsioni destrorse del DNA consentono un imballaggio efficiente all'interno dello spazio ristretto delle cellule. Il superavvolgimento del DNA, che crea ulteriori torsioni o districazioni, è facilitato dalla struttura destrorsa, consentendo al DNA di adattarsi all'ambiente cellulare senza compromettere la sua integrità strutturale.
È importante notare che la prevalenza del DNA destrorso non implica che il DNA mancino sia intrinsecamente instabile o non funzionale. Il DNA levogiro può formarsi in condizioni specifiche ed è stato osservato in alcuni genomi virali e costrutti di DNA artificiale. Tuttavia, la schiacciante predominanza del DNA destrogiro in natura suggerisce che esso offra vantaggi significativi in termini di stabilità, interazioni enzimatiche e funzionalità biologica.
Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere appieno i meccanismi e i processi evolutivi che hanno portato all’adozione quasi universale del DNA destrimano. Lo studio delle strutture del DNA chirale e delle loro implicazioni biologiche fa luce sui principi fondamentali alla base del meccanismo molecolare della vita.
