I bordi del DNA

Applicando la regola della direzione delle mani, possiamo vedere che ciascuna delle catene polinucleotidiche della doppia elica gira in senso destrogiro. Immaginiamo la nostra mano destra vicino alla molecola del DNA, tenendo il pollice verso l'alto, parallelo all'asse longitudinale della doppia elica e le dita che seguono i solchi dell'elica. Seguite le direzioni, lungo un filamento dell'elica, indicata dal pollice: così facendo state scorrendo lungo l'elica nella stessa direzione indicata dalla posizione delle dita. Questo non accade utilizzando la mano sinistra.
Il risultato del fatto che il DNA è formato da due catene che assumono la forma ad elica è che ci troviamo di fronte ad un lungo polimero che presenta due solchi con dimensioni differenti l'uno rispetto all'altro. Quando moltissime basi si impilano l'una sull'altra, l'angolo meno ampio che si forma fra gli zuccheri da una parte della coppia genera il solco minore, mentre l'angolo più grande presente dall'altra parte della coppia crea il solco maggiore. I bordi di ciascun paio di basi si affacciano nei solchi maggiore e minore creando un sistema di donatori e accettori di legami idrogeno e superfici di van der Waals che permettono di specificare la coppia di basi. I bordi della coppia di A:T presentano nell'ordine i seguenti gruppi chimici nel solco maggiore: un accettore di legami idrogeno (l'N7 dell'adenina), un donatore di legami idrogeno (il gruppo amminico sul C6 dell'adenina), un accettore di legami idrogeno (il gruppo carbonilico sul C4 della timina) e una superficie idrofobica (il gruppo metilico sul C5 della timina). Analogamente, i bordi della coppia di basi G:C mostrano la presenza, nel solco maggiore, dei seguenti gruppi: un accettore di legami idrogeno (l'N7 della guanina), un accettore di legami idrogeno (il gruppo carbonilico sul C6 della guanina), un donatore di legami idrogeno (il gruppo amminico sul C4 della citosina), un idrogeno non polare (l'idrogeno in C5 della citosina). Possiamo, quindi, pensare a queste proprietà come un codice in cui A rappresenta un accettore di legami idrogeno, D un donatore di legami idrogeno, M un gruppo metilico ed H un idrogeno non polare. In questo codice, ADAM posto nel solco maggiore rappresenta una coppia di basi A:T, e AADH sta per una coppia G:C; allo stesso modo MADA rappresenta la coppia T:A mentre HDAA quella G:C. Queste situazioni sono importanti perché permettono alle proteine di riconoscere senza ambiguità specifiche sequenze di DNA senza che sia necessario aprire o rompere la doppia elica. Il solco minore, invece, non è così ricco di informazioni e qualsiasi informazione possa fornire è meno utilizzabile per distinguere le coppie di basi. La piccola dimensione del solco è meno utilizzabile per accogliere i gruppi laterali degli amminoacidi. Le varie coppie tra le basi sono, viste dal solco minore, simili l'una all'altra. In codice abbiamo AHA sia per le coppie A:T che per T:A e ADA sia per G:C che per C:G.