Test d'ingresso a medicina: le domande di biologia con le soluzioni spiegate e commentate - domanda 2

Chiedilo a Tania
Oggi rispondo al secondo dei 14 quesiti di biologia del test d'ingresso alla facoltà di medicina di quest'anno. Eccone il testo.
In un frammento di DNA, vengono calcolate le percentuali di ognuna delle quattro basi azotate presenti. In quale/i dei seguenti casi la somma dei valori ottenuti rappresenta sempre il 50% del totale delle basi? 1) % adenina + % timina 2) % citosina + % guanina 3) % guanina + % timina
A) Solo 3 
B) Solo 1 
C) Solo 2 
D) Solo 1 e 2 
E) Tutti 
Per rispondere correttamente a questa domanda, bisogna solo ripensare alla struttura del DNA.
Il DNA, acido desossiribonucleico, è la molecola che contiene le informazioni necessarie per il funzionamento di ogni essere vivente. Il DNA, custodito all'interno del nucleo cellulare, controlla e dirige tutte le attività della cellula. 

La forma estremamente compatta che il DNA assume all'interno del nucleo cellulare è data dalla presenza di proteine, chiamate istoni. Queste proteine si raggruppano e formano i nucleosomi, attorno ai quali si avvolge il DNA. La struttura che ne risulta è simile ad una collana di perle. Immagine tratta dal sito  http://www.biology.emory.edu/, dove potete trovare interessanti approfondimenti di biologia molecolare.

L’acido desossiribonucleico ha la forma di una doppia elica. 

Immagine del DNA tratta da Wikipedia.

Da un punto di vista chimico, la parte esterna è formata da zuccheri pentosi (il deossiribosio, da qui il nome della molecola), cioè a cinque atomi di carbonio, alternati a gruppi fosfato; la parte interna è composta da basi azotate, tenute unite da deboli legami chimici. Le basi azotate sono quattro e si uniscono regole ben precise: l’adenina (A) si lega alla timina (T) mentre la citosina (C) si lega alla guanina (G). Proprio per questa caratteristica distintiva si dice che il DNA è formato da due filamenti complementari. Uno zucchero pentoso, un gruppo fosfato ed una base azotata formano l’unità elementare del DNA: i nucleotidi. La disposizione in sequenza delle quattro basi forma il codice genetico, le cui caratteristiche sono all'origine delle peculiarità di ciascuno di noi.

Immagine del DNA tratta da Wikipedia.

Il concetto chiave è la complementarietà delle basi azotate:

• Adenina con Timina
• Citosina con Guanina

Il 50% del totale delle basi è dato dalla somma di ogni coppia di basi non complementari.
Le coppie di basi non complementari sono:

• Adenina e Citosina
• Adenina e Guanina
• Timina e Citosina
• Timina e Guanina

Ora osserviamo le coppie di basi proposte nella domanda:
1) % adenina + % timina
2) % citosina + % guanina
3) % guanina + % timina
La coppia 1) e la coppia 2) sono formate da basi complementari e sono quindi da escludere. L'unica risposta possibile è la coppia 3). Per questo motivo, la risposta corretta è la A).
Come potete vedere l'unico modo per rispondere correttamente è ragionare sulla struttura della molecola. Se non avete appigli, e vi ricordare solamente quali sono le basi complementari, potete comunque restringere il campo delle possibili risposte.
Vediamo come.
In un frammento di DNA, vengono calcolate le percentuali di ognuna delle quattro basi azotate presenti. In quale/i dei seguenti casi la somma dei valori ottenuti rappresenta sempre il 50% del totale delle basi? 1) % adenina + % timina 2) % citosina + % guanina 3) % guanina + % timina
A) Solo 3 
B) Solo 1 
C) Solo 2 
D) Solo 1 e 2 
E) Tutti 
La coppia 1) e la coppia 2) sono formate da basi complementari. La coppia tre è l'unica formata da basi non complementari. Questo semplice ragionamento vi permette di escludere la risposta E). Possiamo escludere anche la risposta B) e la risposta C). Si riferiscono entrambe a coppie di basi complementari: o sono corrette entrambe o sono entrambe sbagliate. Restano solo le risposte A) oppure D). L'unico modo per rispondere correttamente, pur avendo ristretto il campo, è ricordarsi che il 50% del totale delle basi è dato dalla somma di ogni coppia di basi non complementari.

Un aiuto pratico ed efficace per arrivare a questa conclusione è fare un piccolo disegno del DNA con le basi azotate e... Farsi due conti!!! ;-)
Ecco un esempio: (perdonatemi il DNA eccessivamente schematico!)
A-T
A-T
C-G
G-C
G-C
T-A
T-A
A-T
In quale/i caso/i la somma dei valori ottenuti rappresenta sempre il 50% del totale delle basi? Nel mio "filamento esempio" ci sono 8 coppie di basi, il 50% è rappresentato da 4 coppie di basi. Considero un solo filamento e, per semplicità, ragiono in valori assoluti e non percentuali.

1) % adenina + % timina Nel mio esempio ho: 3 A + 2 T = 5 basi
2) % citosina + % guanina Nel mio esempio ho: 1 C + 2 G = 3 basi
3) % guanina + % timina Nel mio esempio ho: 2 G + 2 T = 4 basi
Per approfondire un po':
Le regole di Chargaff
Le regole di Chargaff - Esercizio svolto
Il primo quesito è qui: http://www.scienceforpassion.com/2013/10/test-dingresso-medicina-le-domande-di.html
Non mi resta che darvi appuntamento al prossimo post e alla terza domanda!
Tania Tanfoglio