Regole di Chargaff

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Le regole di Chargaff derivano dagli studi condotti dal chimico austriaco Erwin Chargaff[1][2][3][4][5][6] relativi al DNA contenuto nelle cellule di diversi organismi. In particolare le regole mostrano dei particolari rapporti tra le quattro basi azotate del DNA (adenina, guanina, timina e citosina).

Le regole[modifica | modifica wikitesto]

Si possono distinguere due regole:

  • la prima regola mostra l'esistenza di un rapporto 1:1 tra le basi puriniche (A+G) e le basi pirimidiniche (T+C) contenute nel DNA di una cellula. Il rapporto è costante in tutte le specie, ma per specie diverse le percentuali delle varie basi saranno anch'esse diverse. Questo rispecchia la diversità genetica delle diverse specie.
  • la seconda regola mostra che in una molecola di DNA a doppio filamento la concentrazione di adenina eguaglia quella di timina e la concentrazione di citosina quella di guanina (%A = %T; %C = %G). [6]. Questo vale per il DNA estratto dalle cellule di tutti gli organismi, anche se considerando organismi diversi le percentuali avranno valori diversi. Questa semplice regola è stata uno degli elementi essenziali che hanno permesso la formulazione del modello di DNA da parte di James Watson e Francis Crick. Grazie anche a questa regola si è dedotto come le corrette forme di appaiamento delle basi tra i due filamenti del DNA.

Estensioni alle regole[modifica | modifica wikitesto]

Nel 2006 si è dimostrato[7] che la prima regola di Chargaff è valida per quattro dei cinque tipi di genoma con DNA a doppio filamento esistenti: quello eucariotico, procariotico (o batterico), quello virale e quello degli archebatteri. Non è invece applicabile per i genomi dei mitocondri e dei cloroplasti. Non vale inoltre neanche per i genomi di DNA a singolo filamento (presenti soltanto in alcuni virus).

L'origine della deviazione dalle regole di Chargaff negli organelli si pensa sia legata al particolare meccanismo di replicazione che essi adoperano.[8]. Durante la replicazione infatti i filamenti di DNA si separano; sul DNA a singolo filamento la citosina lentamente va incontro a deaminazione trasformandosi in timina. Maggiore è il tempo nel quale il filamento è separato maggiore è la frequenza con cui la citosina deamina spontaneamente. Per ragioni non ancora chiare i filamenti tendono a restare separati molto di più negli organelli che non nel DNA cromosomico. Il processo tende quindi a formare un filamento di DNA con più timina e guanina del normale; l'altro con più adenina e citosina. I dati sulla sequenza di questi genomi hanno confermato questa ipotesi.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Elson D, Chargaff E (1952). On the desoxyribonucleic acid content of sea urchin gametes. Experientia, 8(4): 143-5.
  2. ^ Chargaff E, Lipshitz R, Green C (1952). Composition of the desoxypentose nucleic acids of four genera of sea-urchin. J Biol Chem, 195(1): 155-60.
  3. ^ Chargaff E, Lipshitz R, Green C, Hodes ME (1951). The composition of the deoxyribonucleic acid of salmon sperm. J Biol Chem, 192(1): 223-30.
  4. ^ Chargaff E (1951). Some recent studies on the composition and structure of nucleic acids. J Cell Physiol Suppl, 38(Suppl. 1): 41-59.
  5. ^ Magasanik B, Vischer E, Doniger R, Elson D, Chargaff E (1950). The separation and estimation of ribonucleotides in minute quantities. J Biol Chem, 186(1): 37-50.
  6. ^ a b Chargaff E (1950). Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation. Experientia, 6(6): 201-9.
  7. ^ Mitchell D, Bridge R (2006). A test of Chargaff's second rule. Biochem Biophys Res Commun, 340(1): 90-94.
  8. ^ Nikolaou C, Almirantis Y (2006). Deviations from Chargaff's second parity rule in organellar DNA. Insights into the evolution of organellar genomes. Gene, 381:34-41.
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