L'acido desossiribonucleico, o DNA, è la molecola che contiene l'informazione genetica nelle cellule di un organismo. Le subunità di un filamento di DNA sono chiamate nucleotidi.
Caratteristiche
Composto da uno zucchero a cinque atomi di carbonio (desossiribosio) un gruppo fosfato e una base azotata, a legami nucleotidici con altri nucleotidi in una sequenza ripetuta, formando un lungo, continuo, filamento di DNA. La base azotata sarà di quattro tipi: Guanina (G), Adenina (A), Citosina (C) o Timina (T).
Legate da legami idrogeno, le basi si legano tra loro in modi specifici: la guanina deve sempre accoppiarsi con la citosina e l'adenina deve sempre legarsi con la timina. Queste sono chiamate "coppie di basi" e si uniscono per formare strutture come i gradini di una scala. In questo modo, un filamento di DNA è sempre complementare al secondo, formando la doppia elica.
Significato
La sequenza dei collegamenti è un codice di istruzione genetica, come un progetto, che determina come verrà creato, riparato o mantenuto un organismo. Questa è chiamata espressione genica.
Un gene è un segmento di DNA codificato geneticamente, impacchettato insieme in strutture chiamate cromosomi. I cromosomi si trovano nel nucleo di ogni cellula.
Funzione
L'informazione genetica non viene utilizzata direttamente dal DNA. Viene utilizzato l'acido ribonucleico (RNA) e la trascrizione è il processo mediante il quale questo codice viene copiato dal DNA nell'RNA (acido ribonucleico). Una volta copiato, il codice genetico può essere letto ed espresso. Il processo si chiama traduzione.
La traduzione comporta un processo molto complesso con molti passaggi, che alla fine produce una proteina o un prodotto di RNA che ha una funzione specifica.
Storia
La scoperta della struttura del DNA può essere in gran parte attribuita a diversi individui chiave tra cui Johann Friedrich Miescher, che fu il primo a isolare la molecola del DNA. Ha separato con successo la "nucleina" dalle cellule, ipotizzando che la sostanza possa svolgere un ruolo significativo nell'ereditarietà. Nel 1944, Oswald Avery e i colleghi Collin Macleod e Maclyn McCarty pubblicarono un articolo sul principio di trasformazione. Hanno dimostrato che il DNA è il materiale genetico all'interno delle cellule. Erwin Chargaff ha proposto che le basi azotate di un nucleotide siano tali che le unità di guanina siano sempre uguali alla citosina e che la quantità di adenina sia la stessa della timina. Ha anche proposto che la composizione del DNA sia diversa da specie a specie. Queste divennero note come "Regole di Chargaff". Rosalind Franklin è in gran parte responsabile della ricerca chiave, che porta alla scoperta della struttura del DNA. Ha scoperto la struttura principale attraverso un processo chiamato diffrazione dei raggi X. La maggior parte del lavoro di Crick e Watson ha utilizzato la sua ricerca. Francis Crick e James Watson hanno utilizzato le pellicole cristallografiche a raggi X di Franklin e hanno scoperto la forma elicoidale e gli schemi ripetuti delle basi nucleotidiche. Da queste informazioni, hanno costruito modelli in scala reale del DNA.
Considerazioni
Quando la maggior parte delle persone pensa all'"espressione genica", tende a pensare in termini di tratti caratteriali fisici, come il colore dei capelli e degli occhi. In realtà, comprende l'intera struttura e la funzione dell'organismo. È anche il modo in cui le malattie ereditarie vengono trasmesse negli esseri umani, come l'anemia falciforme, causata da una singola mutazione genetica. Ci sono da 30.000 a 40.000 geni in una cellula di un essere umano. La lunghezza può variare: da 1.000 paia di basi a centinaia di migliaia. Ci sono circa tre miliardi di coppie di basi su una molecola di DNA umano.