Classe terza, secondaria di secondo gradoPercorso edumaterial
Che cosa imparerai
- Segna il verso della catena data.
- Sostituisci A↔T e C↔G base per base.
- Indica il verso antiparallelo della seconda catena.
Prima di iniziare
- Cellula
- Nucleotide
- Sequenza
Idea chiave
Nel DNA le due catene hanno basi complementari: adenina con timina, citosina con guanina. Questa regola aiuta a ricostruire una catena da una sequenza scritta; il modello illustrato è generico e non mostra basi identificabili.
Regola
Scrivendo entrambe le catene nel verso 5'→3', ricordare che sono antiparallele. Per un semplice esercizio di appaiamento, si può scrivere la catena complementare allineata in verso 3'→5'.
Come procedere
- Segna il verso della catena data.
- Sostituisci A↔T e C↔G base per base.
- Indica il verso antiparallelo della seconda catena.
- Controlla lunghezza e ogni coppia.
Esempio risolto
Completa 5'-ATGC-3' con la catena allineata.
- A si appaia con T, T con A, G con C, C con G.
- Le catene allineate hanno versi opposti.
- Quattro basi producono quattro coppie complementari.
3'-TACG-5'
Appaiamento e orientamento
Nel DNA a doppia elica, adenina si appaia con timina e citosina con guanina nel modello canonico. La complementarità non è una sostituzione di lettere indipendente dall'orientamento: le due catene corrono in versi opposti. Se una sequenza è scritta 5'→3', la catena appaiata letta sulla stessa riga da sinistra a destra appare 3'→5'. Per scriverla anch'essa 5'→3' devi invertirne l'ordine dopo aver trovato le basi appaiate. Questo passaggio è la fonte più comune di errori quando una domanda usa la parola «complementare» senza una freccia di verso. Nel lavoro rigoroso si indicano sempre le estremità 5' e 3', perché una stringa di lettere senza orientamento non definisce interamente la rappresentazione della catena. Il modello a scala è utile per il principio, ma un disegno generico senza etichette non rivela alcuna sequenza reale.
Dal modello alla copia
La complementarità consente a ciascuna catena di fungere da stampo durante la replicazione. Le DNA polimerasi sintetizzano la nuova catena in direzione 5'→3', mentre leggono lo stampo nell'orientamento opposto. Questa asimmetria contribuisce a distinguere sintesi continua e discontinua sulla forcella di replicazione, ma il livello introduttivo non richiede di memorizzare ogni enzima per capire la logica. L'appaiamento specifico aiuta a mantenere l'informazione; non rende però ogni copia infallibile. Possono intervenire errori e sistemi di correzione, e una sequenza complementare scritta su carta non è prova che la cellula abbia effettuato una replicazione completa. La stessa regola delle basi non basta a localizzare un gene, a conoscere il suo prodotto o a inferire una caratteristica osservabile dell'organismo. Appaiamento, replicazione ed espressione sono domande differenti.
Controllare una sequenza
Per trovare la catena complementare, copia la sequenza data con le estremità indicate, sostituisci A↔T e C↔G posizione per posizione, poi scrivi l'orientamento della nuova catena. Se la consegna richiede entrambe le sequenze 5'→3', inverti l'ordine della complementare e verifica l'appaiamento riallineandole in versi opposti. Una buona verifica usa ogni posizione e non soltanto il numero totale di A e T. In un DNA a doppia catena la quantità totale di A uguaglia quella di T e quella di C uguaglia quella di G, ma quelle uguaglianze globali non identificano l'ordine delle basi. Una fotografia sfocata di un modello molecolare non dà le lettere: per leggere una sequenza occorre un dato esplicito, non un'inferenza dal colore delle sfere. Anche U appartiene all'RNA, non sostituisce T nella sequenza di DNA richiesta.
Problema di trasferimento
Una catena di DNA è 5'-ATGC-3'. Si chiede la catena appaiata scritta da sinistra a destra con l'orientamento coerente, e poi la stessa catena letta 5'→3'.
- Appaia ogni posizione: sotto A,T,G,C scrivi T,A,C,G.
- Allineata alla prima catena, la seconda è 3'-TACG-5'.
- La sequenza GCAT non è una nuova regola di appaiamento: è TACG letta nell'altro verso. Le estremità spiegano perché le due scritture differiscono.
Rileggendo la seconda nel verso 5'→3' ottieni 5'-GCAT-3'; riallinea per controllare le coppie.
Un altro errore da evitare
Sostituire T con U dentro una risposta sul DNA confonde DNA e RNA.
Un altro errore da evitare
Scrivere la complementare 5'→3' senza invertire l'ordine delle basi produce un orientamento falso.
Errore da evitare
Scrivere due catene allineate entrambe 5'→3' senza invertire l'ordine della seconda.
Prova subito
Qual è la base complementare di A nel DNA?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: T
A si appaia con T.
Qual è la base complementare di C?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: G
C si appaia con G.
Catena 5'-AAG-3': allineata complementare?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: 3'-TTC-5'
A→T, A→T, G→C; versi opposti.
Le due catene del DNA sono parallele o antiparallele?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: Antiparallele
Hanno orientamento opposto.
La figura generica del laboratorio permette di leggere una sequenza di basi?
Vedi la soluzione spiegata
Risposta: No
Le sequenze devono essere fornite per iscritto.
Allineamento curricolare e fonti
- Approfondire struttura e funzioni del DNA nel quadro della biologia molecolare. (SECONDO BIENNIO; assegnazione alla classe editoriale). · DM 211/2010 · Allegato F · Liceo scientifico ordinario · parte 1
Continua lungo questo corridoio
Esercitarsi su questo: DNA: complementarità e lettura di un modello