Le regole di Erwin Chargaff sull’equivalenza del DNA hanno spianato la strada alla scoperta dell’accoppiamento di base nel DNA. Le regole di Chargaff affermano che in una molecola di DNA a doppio filamento,
Lavori successivi di Watson e Crick hanno rivelato che nel DNA a doppio filamento, A forma sempre due legami idrogeno con T, e G forma sempre tre legami idrogeno con C. Questo accoppiamento di base mantiene una larghezza costante della doppia elica del DNA, poiché entrambe le coppie A-T e C-G hanno una lunghezza di 10,85Å e si adattano perfettamente tra le due dorsali zucchero-fosfato.
Gli accoppiamenti di base fanno sì che le basi azotiche siano inaccessibili ad altre molecole fino a quando i legami idrogeno non si separano. Tuttavia, enzimi specifici possono facilmente rompere questi legami idrogeno per eseguire i processi cellulari necessari, come la replicazione e la trascrizione del DNA. Poiché una coppia G-C ha più legami idrogeno di una coppia A-T, il DNA con un’alta percentuale di coppie G-C avrà bisogno dell’energia più alta per la separazione di due filamenti di DNA rispetto a uno con una percentuale simile di coppie A-T.
Analoghi di base come medicina
Un corretto accoppiamento di base è essenziale per la replicazione fedele del DNA. Gli analoghi di base sono molecole che possono sostituire le basi di DNA standard durante la replicazione del DNA. Questi analoghi sono efficaci agenti antivirali e antitumorali contro malattie come epatite, herpes e leucemia. L’aciclovir, noto anche come acicloguanosina, è un analogo di base della guanina ed è comunemente usato nel trattamento del virus dell’herpes simplex. La parte guanina di Acyclovir si accoppia con l’adenina come al solito durante la replicazione del DNA; tuttavia, poiché non ha un’estremità di 3′ del nucleotide, la DNA polimerasi non può continuare a formare coppie di basi e la replicazione termina.
