DISTORSIONI DEL DNA: TWIST SLIDE ROLL

Qualche tempo fa abbiamo dato uno sguardo alla molecola del DNA e alle sue caratteristiche strutturali; bisogna sottolineare però che tutti i parametri della doppia elica descritti da Watson e Crick sono dei valori medi. E quando andiamo ad osservare una molecola di DNA con una particolare composizione possiamo avere dei valori leggermente diversi. Infatti possiamo notare delle distorsioni nella struttura della doppia elica, ed una delle distorsioni più comuni che si osservano è relativa alla curvatura del DNA definita angolo di twist. Il twist ha un valore medio intorno ai 36° come descritto da Watson e Crick, però questo valore può variare a seconda del tipo di basi azotate che incontriamo lungo la molecola. Come mostrato nel grafico sottostante si nota che nel passaggio A-A, e T,T l'angolo è di 36°mentre negli altri casi G,C e C,G l'angolo è di circa 40°.

Ciò significa che a seconda delle basi presenti, l'angolo di twist della doppia elica varia, variazione che dipende anche dall'inclinazione delle basi stesse. Infatti bisogna sottolineare che il twist permette un ottimo appaiamento tra le basi, ma non è ottimale per un buon impilamento delle basi stesse, e infatti questa distorsione potrebbe farci pensare che riduca la superficie di sovrapposizione delle basi azotate con conseguente perdita della stabilità della molecola, però vi sono anche altre deformazioni nella struttura del DNA che contribuiscono a ristabilire una impilazione migliore; tra queste deformazioni vi è il propeller twist detto comunemente distorsione a pala d'elica.

Come si può osservare nell'immagine le basi azotate non sono disposte proprio sullo stesso piano ma in due piani diversi (l'entità della distorsione può variare a seconda del tipo di basi) che si sovrappongono in modo tale da sembrare un elica. Questo tipo di rotazione permette un ottima sovrapposizione tra le basi azotate che si trovano al di sopra e al di sotto nella doppia elica. Inoltre si può notare che i legami idrogeno tra le due basi sono distorti ma rimangono ugualmente intatti, inoltre sono possibili anche legami idrogeno incrociati che stabilizzano la distorsione a pala d'elica. Oltre al twist si possono incontrare altri tipi di distorsioni piuttosto comuni (si possono vedere nell'immagine in cima alla pagina) come il roll, distorsione che determina l'inclinazione del piano di una coppia di basi azotate rispetto al piano della coppia successiva, senza variazione dell'inclinazione dei legami fosfoesterei, un pò come le pagine di un libro che si aprono, il tilt che determina un inclinazione del piano di una coppia di basi azotate rispetto al piano della coppia successiva. Questo tipo di deformazioni altro non sono che la risposta alle interazioni tra le basi azotate, insomma si creano per avere una migliore stabilità strutturale.