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Che cos'è il DNA

letto 8635 volte | autore: Sebastiana Pappalardo, biologa (vai al curriculum)

         

Il DNA, o acido desossiribonucleico, è presente nelle cellule in una struttura a doppia elica in cui le spirali sono intrecciate tra di loro continuamente senza mai allontanarsi o avvicinarsi l'una all'altra.

L'unità del DNA è rappresentata dal nucleotide, che è costituito da una base, uno zucchero e un atomo di fosforo. In una sequenza di DNA sono contenuti solo quattro nucleotidi diversi, l'adenina, la citosina, la guanina e la timina, che normalmente si rappresentano con la loro iniziale A, C, G e T. Il nostro patrimonio genetico ne contiene circa 6 miliardi, in tutte le combinazioni possibili - e sono proprio queste a renderci unici, cioè diversi l'uno dall'altro. Nella struttura a doppia elica del DNA i nucleotidi sono presenti in coppie appaiate frontalmente, e il loro accoppiamento segue sempre queste regole:

  • ci sono solo quattro tipi possibili di nucleotide: A, C, G e T
  • A e T possono accoppiarsi solo tra di loro
  • G e C possono accoppiarsi solo tra di loro
  • T e C non possono accoppiarsi tra di loro
  • A e G non possono accoppiarsi tra di loro

La sequenza continua dei nucleotidi e il modo in cui la sequenza ha luogo determinano le caratteristiche strutturali, fisiche e anatomiche di un organismo. Il DNA codifica la vita, ma in che modo? Il DNA dice al corpo quali proteine produrre, ma come fa a codificarle, e di cosa sono fatte le proteine? Le proteine sono composte di aminoacidi, legati insieme in catene durante un processo noto come trascrizione. Per stabilire quali aminoacidi devono essere legati, alcuni enzimi devono essere capaci di "leggere" i segmenti di DNA, costruire i segmenti di RNA (acido ribonucleico) complementari a quelli del DNA, e infine mettere insieme la catena di aminoacidi.

La replicazione del DNA
La maggior parte delle cellule non vive per sempre e proprio per questo deve trasmettere le proprie informazioni alle nuove cellule; per farlo, deve essere in grado di replicare (copiare) il DNA che contiene per trasmetterlo alla propria discendenza. Inoltre i frammenti di DNA (i geni) devono venire replicati perché codifichino per particolari funzioni corporee necessarie per la sopravvivenza. E' indispensabile che la replicazione sia esatta, e perché ciò avvenga devono essere disponibili:

  • il DNA esistente, che agisce come la matrice originale
  • un insieme di nucleotidi appropriati e liberamente fluttuanti
  • una scorta di enzimi idonei a stimolare la reazione
  • l'ATP, o adenosina trifosfato, che fornisce l'energia per la reazione

Durante la replicazione la struttura a doppia elica si srotola, rendendo esposto ogni singolo segmento di DNA; quando si srotolano, i nucleotidi in sequenza vengono esposti, e i nucleotidi liberamente fluttuanti si possono accoppiare con loro secondo la regola strettissima che già conosciamo. Dopo l'"accoppiamento", tutti i nucleotidi si ri-arrotolano e ricostituiscono la doppia elica, e poiché nella replicazione sono coinvolti due segmenti di DNA, la prima doppia elica risultante dalla replicazione produrrà due copie di se stessa per ciascun segmento. Il DNA replicato è considerato semi-conservativo perché possiede il 50% del materiale genetico originale, cioè è formato dal DNA originale + il DNA replicato. Le due nuove copie hanno lo stesso DNA contenuto nella prima. Questa particolare caratteristica consente la trasmissione dell'informazione genetica da una cellula all'altra, e dai genitori alla loro discendenza. In termini ancora più semplici, potremmo dire che poiché nella replicazione solo la timina e l'adenina, e solo la guanina e la citosina possono rispettivamente accoppiarsi tra di loro. Ciascuna delle due nuove copie di DNA è quindi formata al 50% dal materiale originale, e al 50% da quello replicato. Poiché la replicazione del DNA avviene su 6.000.000.000 di basi per innumerevoli accoppiamenti, la probabilità che in due organismi distinti la sequenza degli accoppiamenti si verifichi in modo identico è infinitamente piccola sotto il profilo statistico, perciò si ritiene che non esistono due organismi con lo stesso identico DNA.

venerdì 14 marzo 2008


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