A molécula de ácido desoxirribonucléico (DNA) é constituída por duas cadeias ou fitas de nucleotídeos que se mantêm unidas em dupla hélice por pontes de hidrogênio entre as bases dos nucleotídeos. Esses, por sua vez, são compostos por um grupo fosfato, uma molécula de açúcar de cinco carbonos (uma desoxirribose que possui um átomo de hidrogênio no carbono 2’, diferentemente da ribose, componente do RNA, que apresenta uma hidroxila nessa posição) e bases nitrogenadas que podem ser adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T).
A e G têm estrutura de dois anéis, característica de um tipo de substância chamada purina enquanto C e T têm a estrutura com somente um anel, característica relacionada às pirimidinas.
Na molécula de DNA há o pareamento de uma purina com uma pirimidina e esse pareamento complementar não é ao acaso: A sempre pareia com T, através de duas pontes de hidrogênio, e C sempre pareia com G, por três pontes de hidrogênio. Assim, a quantidade de A sempre é igual a de T e a quantidade de C é a mesma que a de G. No entanto, a quantidade de A + T não é necessariamente igual à C + G. Em adição, a quantidade total de nucleotídeos pirimidínicos (C + T) é sempre igual à quantidade total de nucleotídeos purínicos (A + G).
As bases só podem parear dessa forma (A com T e C com G) apenas se as duas cadeias polinucleotídicas estiverem em posição antiparalela, ou seja, orientadas em polaridade oposta: a dupla hélice é composta por dois filamentos lado a lado de nucleotídeos que são torcidos e mantidos unidos por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas que estão no interior da hélice (formando uma estrutura como uma escada em espiral) com açúcares e fosfatos voltados para o exterior. No arcabouço de cada filamento os nucleotídeos são ligados covalentemente por ligações fosfodiéster que conecta o carbono 5’ de uma desoxirribose ao carbono 3’ do açúcar adjacente. Desse modo, cada ligação açúcar-fosfato é dita como sendo de polaridade 5’ para 3’. Assim, a molécula bifilamentar de DNA caracteriza-se por dois arcabouços estão em orientação oposta, ou seja, em polaridade inversa.
A complementaridade de pareamento de bases permite que elas sejam compactadas em um arranjo mais favorável energeticamente no interior da fita dupla e que cada molécula de DNA contenha uma sequência de nucleotídeos que é exatamente complementar à sequência nucleotídica da fita antiparalela.
Portanto, a forma helicoidal do DNA depende do empilhamento das bases que confere estabilidade a molécula de DNA, excluindo moléculas de água dos espaços entre os pares de bases no interior da dupla hélice, e do pareamento das bases nos filamentos de polaridade inversa.
Fontes:
ALBERTS, B. et al. Fundamentos da Biologia Celular. 3ª edição. Editora Artmed, v. único, 2011.
GRIFFITHS, A.J.F, et al. Introdução à Genética. 9ª Edição. Editora Guanabara Koogan, v.único, 2009.