L'acido desossiribonucleico, o DNA, è il materiale selezionato dalla natura per trasmettere il codice genetico da una generazione di una specie all'altra. Ogni specie ha un caratteristico complemento di DNA che definisce i tratti fisici e alcuni comportamenti degli individui all'interno della specie. Il complemento genetico assume la forma di cromosomi, che sono filamenti attorcigliati di DNA circondati da proteine e alloggiati all'interno del nucleo della cellula.
DNA dolce e piccante
Il DNA è un polimero a catena lunga di unità di zucchero e fosfato alternate. Una delle quattro diverse basi nucleotidiche - che sono molecole a forma di anello contenenti azoto - pende da ogni gruppo zuccherino della spina dorsale del DNA. La sequenza delle quattro basi è il codice genetico che specifica come la cellula costruirà le proteine. Il tuo fenotipo, ovvero la tua struttura fisica e la tua attività biochimica, è il risultato delle proteine che le tue cellule costruiscono. La maggior parte di ogni cellula del tuo corpo contiene 23 coppie di cromosomi che controllano quali proteine ogni cellula produce. Tua madre contribuisce con un gruppo di membri della coppia e tuo padre contribuisce con l'altro gruppo.
I cromosomi sono attorcigliati
Due filamenti di DNA si uniscono per formare la spirale attorcigliata nota come struttura a doppia elica. Le basi di ciascun filo si legano a quelle dell'altro per tenere insieme l'elica. Le proteine note come istoni si combinano con il DNA per creare la cromatina, la sostanza che forma i cromosomi. Gli istoni aiutano a comprimere il DNA in modo che si adatti all'interno del nucleo cellulare. Le proteine aiutano a rafforzare e proteggere il DNA e sono coinvolte nel controllo di quali aree dei cromosomi sono espresse come proteine. Queste aree sono chiamate geni.
I geni si esprimono
I geni occupano circa il 2% del tuo patrimonio cromosomico. Il resto serve diverse funzioni che aiutano a regolare l'espressione genica e il mantenimento dei cromosomi, anche se una parte è "DNA spazzatura" che non sembra servire a nessun altro scopo se non quello di occupare spazio. I geni si esprimono in un processo in due fasi in cui la cellula trascrive l'informazione genetica in a filamento di acido ribonucleico, RNA, che poi trasporta il messaggio del gene ai ribosomi per la traduzione in proteina.
Replica questo!
Prima che una cellula possa dividersi, deve replicare il suo DNA in modo che ogni cellula figlia riceva un set completo di cromosomi. La replicazione inizia quando gli enzimi elicasi decomprimono il DNA a doppia elica di un cromosoma in due filamenti esposti. L'enzima DNA polimerasi utilizza ciascun filamento esistente come modello per creare un nuovo filamento gemello. La sequenza delle basi sul modello determina le basi sul nuovo filamento secondo regole che consentono solo determinati accoppiamenti tra nucleotidi. La cellula distribuisce i cromosomi replicati a ogni nuova cellula figlia attraverso il processo di mitosi. Le due nuove cellule figlie si formano attraverso la citochinesi, o divisione cellulare.