Il DNA
è una sostanza che si trova
in ogni cellula e contiene
tutte le informazioni sulla
forma e sulle funzioni di
ogni essere vivente: eppure
è una molecola
incredibilmente semplice.
COME È FATTO?
Il DNA consiste in due lunghi filamenti,
intrecciati a spirale l'uno all'altro, come
una doppia elica (scoperta da James
Watson e Francis Crick nel 1953).
Ogni filamento corrisponde ad una
catena di nucleotidi
Acido desossiribonucleico
Ogni filamento è formato dalla
successione di 4 composti, chiamati "basi
del DNA" ed indicati con le sigle A, T, G,
e C.
Le basi Adenina e Guanina
appartengono al gruppo di sostanze
chiamate purine,
mentre Citosina e Timina appartengono
alle pirimidine.
Come possono tenersi
insieme i due filamenti?
Perché ogni base in un filamento è accoppiata con (o legata ad) una base dell'altro filamento.
La base A è sempre accoppiata con la base T, e C è sempre accoppiata con G.
L'insieme di una base e di uno zucchero-
fosfato è detto nucleotide e costituisce il
singolo anello della lunga catena del
DNA
Un nucleotide è costituito dalla
combinazione di tre diverse
molecole:
una base azotata,
legata a uno zucchero con 5 atomi di
carbonio,
a sua volta legato a un gruppo fosforico.
Composizione chimica del
DNA.
Le basi del DNA Adenina (A), Timina (T),
Guanina (G) e Citosina (C) sono legate
l'una all'altra attraverso uno zucchero (il
desossiribosio) ed un composto acido (il
fosfato).
Gene
Una determinata sequenza di coppie di
basi azotate costituisce un gene;
l'informazione in essa contenuta viene
interpretata secondo il codice genetico,
che stabilisce una corrispondenza tra
basi azotate e amminoacidi.
In tal modo i geni regolano la sintesi delle
proteine.
Nel DNA le due catene di
nucleotidi sono antiparallele
e complementari. Infatti,
data una determinata
sequenza in uno dei due
filamenti dell'elica, l'altra è
fissata automaticamente, in
quanto le basi si accoppiano
in modo complementare.
Replicazione
La regola della
complementarietà è alla base
della trasmissione della vita.
Ogni cellula, costruendo il
complementare di ogni
filamento di DNA, raddoppia il
proprio patrimonio genetico e,
quindi, lo suddivide nelle due
cellule-figlie.
Sintesi proteica
La natura ha messo a punto un opportuno linguaggio per conservare e scambiare le informazioni genetiche: si tratta di un linguaggio basato su di un alfabeto a quattro lettere, tante quante sono le basi presenti nella molecola del DNA.
Tutte le parole di questo linguaggio sono costituite da tre lettere e vengono chiamate codoni;
ogni codone identifica un amminoacido da utilizzare nella sintesi proteica o un segnale di interruzione della sintesi stessa.
Il DNA è il responsabile di tutti i fenomeni di
evoluzione e differenziazione di ogni essere
vivente, dalla sua comparsa sulla terra.
Non solo, ma alla capacità del DNA di
modificarsi per dare origine forme di vita
nuove, con migliori caratteristiche di
adattabilità all’ambiente esterno, è legata la
progressiva comparsa di nuove specie
all’ambiente esterno.
gene
L’unità fondamentale dell’ereditarietà, il gene è un frammento di DNA in grado di codificare un prodotto specifico o, in generale, una o più funzioni correlate
Il processo di espressione genica per assemblare la struttura amminoacidica di una proteina avviene in due fasi coinvolgendo una molecola di RNA messaggero (mRNA) quale intermedio
Sintesi delle proteine
Nella prima fase del processo di espressione del gene (trascrizione) un enzima detto RNA polimerasi catalizza la sintesi di una molecola mRNA usando il gene come modello;
nella seconda fase, le informazioni contenute nella sequenza dell’mRNA determinano la sintesi di uno polipeptide (traduzione).
Questa seconda fase richiede l’intervento dei ribosomi, in corrispondenza dei quali avviene la sintesi proteica, e di diverse molecole di RNA transfer (tRNA), che hanno il compito di guidare gli amminoacidi nel processo di sintesi secondo la sequenza imposta dall’mRNA.
Sintesi delle proteine
Una volta che si è stabilito il ribosoma, le molecole di tRNA che portano i primi due amminoacidi si legano al complesso: a questo punto si ha la formazione del legame peptidico.
Allora il il ribosoma trasla verso il successivo codone ed avviene il rilascio del tRNA del primo amminoacido ed il contemporaneo attacco del terzo.
Questo processo si ripete fino ad incontrare il codone che segnala il termine della sintesi: a questo punto la molecola mRNA si separa dal ribosoma.