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Svelato il mistero dell’adenina ‘ripetitiva’ nel DNA

Adenina

Il particolare comportamento elastico di queste ripetizioni consente di dipanare la doppia elica di DNA con un impirgo minimo di energia

Nel DNA sono presenti strani segmenti ripetuti composti da una singola base, l’adenina, ripetuta decine di volte. Queste enigmatiche “ripetizioni poli(dA)” sono diffuse in tutto il genoma umano, come pure in quello di altri animali e piante. Ma finora non si aveva alcuna idea di quale fosse la loro funzione né perché tali ripetizioni riguardino solo l’adenina e non le altre tre basi citosina, guanina e tiamina.

Ora, uno studio condotto presso la Rice University e pubblicato sulle Physical Review Letters consente di dare una prima spiegazione al fenomeno.

“Studi precedenti avevano suggerito che le basi di adenina si dispongono in modo particolarmente uniforme. Il nostro studio si è concentrato su ciò che avviene a un singolo filamento di poli(dA) quando viene stirato”, ha detto Ching-Hwa Kiang, uno degli autori dello studio.

A questo scopo i ricercatori hanno isolato frammenti di singoli filamenti di DNA contenenti ripetizioni di poli(dA), che hanno poi allungato in vario modo utilizzando un microscopio a forza atomica (AFM).

I ricercatori hanno così scoperto che i poli(dA) si comportano in modo differente a seconda della velocità con cui vengono stirati. Se con l’AFM vengono stirati rapidamente, i segmenti si comportano come qualsiasi altro segmento di un singolo filamento di DNA, ma se il movimento avviene più lentamente la forza necessaria a stirare i poli(dA) cambia. In particolare, in due specifiche posizioni l’ulteriore allungamento per una breve distanza del filamento non richiede pressoché alcuna forza.

“Tipicamente, i singoli filamenti di DNA si comportano come elastici. La resistenza aumenta quando vengono stirati, ossia bisogna tirare sempre più forte per continuare a stirarli. Con i poli(dA), abbiamo scoperto due punti in cui questa regola non si applica. E’ come se, dopo aver tirato via via più forte, a un certo punto, per breve tempo, l’elastico si stirasse ulteriormente senza bisogno di alcuna forza”, spiega Kiang.

Le cause e le implicazioni di questo strano fenomeno, osservano i ricercatori, non sono chiare, ma si sa che il DNA a doppia elica deve venire dipanato e stirato in specifici punti perché il macchinario cellulare possa leggerlo e tradurlo. Appare quindi palusibile che le ripetizioni delle basi di adenina abbiano un ruolo essenziale nell’ordinamento e nella fruibilità dell’informazione genetica.

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