Tại sao DNA lại hòa tan trong nước?

Theo Bảo tàng Sáng tạo Công nghệ, DNA có thể hòa tan trong nước vì các phân tử đường và phốt phát tạo nên xương sống DNA có tính ưa nước. Các gốc DNA kỵ nước nhưng được bảo vệ khỏi nước bởi DNA xương sống của hai sợi DNA.

Để một phân tử có thể hòa tan trong nước, nó cần phải là một phân tử phân cực hoặc có điện tích. H2O là một phân tử bị uốn cong với oxy nằm ở giữa. Oxy có độ âm điện mạnh hơn hydro nên nó hút các electron mạnh hơn, dẫn đến sự chênh lệch điện tích cục bộ giữa nguyên tử oxy và hydro. Sự khác biệt về điện tích này khiến hydro và oxy của các phân tử nước khác nhau bị hút tạm thời vào nhau trong các liên kết hydro.

Các phân tử phân cực có các nguyên tử có thể tạo liên kết hydro, điển hình là nhóm hydroxyl (-OH) hoặc cacbonyl (C = O). Xương sống DNA bao gồm các phân tử ribose (đường) và phosphate xen kẽ. Phốt phát mang điện tích âm, đó là lý do tại sao các đại phân tử DNA lại mang điện tích âm. Ribose có nhiều nhóm hydroxyl có thể tạo liên kết hydro với nước.

Điều thú vị là sự xoắn trong DNA sợi đôi là do các gốc của DNA kỵ nước trong khi các xương sống lại ưa nước. Sự xoắn nén các bazơ lại gần nhau hơn và ngăn nước lọt vào giữa phân tử.