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] 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.[6]
  • 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). [7]. 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.[6]

Estensioni alle regole[modifica | modifica wikitesto]

Nel 2006 si è dimostrato[8] 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.[9]. 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. ^ CHARGAFF E, LIPSHITZ R, GREEN C, Composition of the desoxypentose nucleic acids of four genera of sea-urchin in J. Biol. Chem., vol. 195, nº 1, March 1952, pp. 155–60, PMID 14938364.
  2. ^ CHARGAFF E, LIPSHITZ R, GREEN C, HODES ME, The composition of the deoxyribonucleic acid of salmon sperm in J. Biol. Chem., vol. 192, nº 1, September 1951, pp. 223–30, PMID 14917668.
  3. ^ CHARGAFF E, Some recent studies on the composition and structure of nucleic acids in J Cell Physiol Suppl, vol. 38, Suppl. 1, July 1951, pp. 41–59, PMID 14861276.
  4. ^ MAGASANIK B, VISCHER E, DONIGER R, ELSON D, CHARGAFF E, The separation and estimation of ribonucleotides in minute quantities in J. Biol. Chem., vol. 186, nº 1, September 1950, pp. 37–50, PMID 14778802.
  5. ^ CHARGAFF E, Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation in Experientia, vol. 6, nº 6, June 1950, pp. 201–9, PMID 15421335.
  6. ^ a b Garrett & Grisham, pp. 251-253.
  7. ^ Chargaff E (1950). Chemical specificity of nucleic acids and mechanism of their enzymatic degradation. Experientia, 6(6): 201-9.
  8. ^ Mitchell D, Bridge R, A test of Chargaff's second rule in Biochem. Biophys. Res. Commun., vol. 340, nº 1, February 2006, pp. 90–4, DOI:10.1016/j.bbrc.2005.11.160, PMID 16364245.
  9. ^ Nikolaou C, Almirantis Y, Deviations from Chargaff's second parity rule in organellar DNA Insights into the evolution of organellar genomes in Gene, vol. 381, October 2006, pp. 34–41, DOI:10.1016/j.gene.2006.06.010, PMID 16893615.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

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