Di David Charles, aggiornato il 30 agosto 2022
Il contenuto informativo del DNA è codificato da quattro nucleotidi:adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T). L’accoppiamento di basi complementari – A con T e C con G – crea legami idrogeno stabili che bloccano il codice genetico. Poiché ogni filamento trasporta una copia completa della sequenza, è necessario un solo modello per la replicazione o la riparazione, sottolineando la robustezza del sistema di accoppiamento.
La maggior parte del DNA genomico adotta una doppia elica destrorsa. La spina dorsale, una catena ripetitiva zucchero-fosfato, si attorciglia attorno a un asse centrale, mentre le basi azotate si trovano all'interno, protette dai solventi. Esistono tre conformazioni:B‑DNA, la forma più comune nelle cellule umane; A‑DNA, che è più corto e più compatto e spesso appare in regioni disidratate o altamente compresse; e Z‑DNA, una variante mancina che si presenta transitoriamente durante la trascrizione. Queste variazioni strutturali influenzano il modo in cui il DNA interagisce con le proteine e altre molecole.
Al di là dei legami idrogeno, la stabilità del DNA è in gran parte dovuta alle interazioni idrofobiche di accumulo delle basi. Le basi aromatiche si allineano perpendicolarmente alla spina dorsale, minimizzando l'esposizione all'acqua e riducendo la repulsione elettrostatica. Questa disposizione non solo mantiene l'elica ma facilita anche il legame dei fattori di trascrizione e di altre proteine regolatrici.
Il DNA è intrinsecamente direzionale, con un'estremità 5', che porta un gruppo fosfato sul quinto atomo di carbonio del desossiribosio, e un'estremità 3', che termina con un gruppo ossidrile sul terzo atomo di carbonio. Tutti i processi enzimatici, dalla trascrizione alla replicazione, procedono da 5' a 3', garantendo fedeltà e coordinazione in tutto il genoma.
Vicino all’estremità 5’ di molti promotori si trova una scatola TATA:un tratto di ripetizioni timina-adenina. Poiché le coppie A‑T formano legami idrogeno più deboli rispetto alle coppie G‑C, le scatole TATA facilitano lo svolgimento dei filamenti di DNA durante l'inizio della trascrizione, agendo come segnale critico per il legame della RNA polimerasi.
