Tutto quello che c’è da sapere sul DNA

Il DNA o acido desossiribonucleico è l’unità fondamentale del genoma umano, la base della vita. È la molecola che contiene l’informazione genetica, cioè le istruzioni che determinano le caratteristiche di ogni persona, ad esempio numerosi tratti fisici.

Un concetto importante quando si parla di DNA sono le mutazioni, alterazioni del materiale genetico che possono essere di diverso tipo. A seconda di dove si è verificata la mutazione o dell’effetto causato, aumenta il rischio di soffrire di alcune malattie.

È importante ricordare che gli esseri umani condividono il 99,9% del DNA. Ciò che ci differenzia è contenuto solo nello 0,1%.

Fu il biochimico svizzero Frederich Miescher che, alla fine del XIX secolo, riuscì a isolare le molecole di acido nucleico. Tuttavia, c’è voluto quasi un secolo da quella scoperta perché i ricercatori comprendessero a fondo la struttura della molecola della vita.

Dove si trova il DNA?

D’altra parte, i mitocondri sono strutture cellulari presenti in tutti gli organismi eucarioti. Una piccola quantità di acido desossiribonucleico è contenuta in essi, oltre a ciò che si trova nel nucleo della cellula. I mitocondri generano l’energia di cui la cellula ha bisogno per funzionare.

Inoltre, nella riproduzione sessuale, gli organismi ereditano metà del loro DNA nucleare dal padre e metà dalla madre. Tuttavia, gli organismi ereditano tutto il loro DNA mitocondriale dalla madre. Questo perché solo gli ovuli trattengono i mitocondri durante la fecondazione.

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Struttura

Il DNA è costituito da composti chimici di base chiamati nucleotidi. A loro volta questi  includono:

• Un gruppo fosfato.
• Uno zucchero.
• Una base azotata.

Il materiale genetico è organizzato in filamenti e per formarli i nucleotidi si uniscono, attraverso diversi tipi di legami, formando catene doppie, complementari e antiparallele. I quattro tipi più noti di basi azotate che compongono il DNA sono:

• Adenina (A).
• Timina (T).
• Guanina (G).
• Citosina (C).

L’ordine di queste basi nella sequenza determina quali istruzioni biologiche saranno contenute in un filamento di DNA. Un tipico esempio potrebbe essere il seguente; mentre la sequenza ATCGTT può fornire istruzioni per gli occhi azzurri, ATCGCT indica gli occhi marroni.

L’RNA è un altro tipo di acido nucleico, responsabile della traduzione delle informazioni genetiche del DNA in proteine.

Negli esseri umani, il set completo di DNA è costituito da 3 miliardi di paia di basi. 

Sono organizzati in 23 coppie di cromosomi, che a loro volta contengono tra 20.000 e 30.000 geni. Tuttavia, questa cifra è ancora in fase di studio poiché i dati ottenuti finora non sono accurati.

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Come vengono utilizzate le sequenze di DNA per produrre proteine?

Le istruzioni contenute nell’acido desossiribonucleico sono utilizzate per produrre le proteine. Questo processo fondamentale per la biologia avviene in due fasi.

In primo luogo, gli enzimi, proteine specializzate, leggono le informazioni in una molecola di DNA e le trascrivono nella molecola intermedia chiamata RNA.

Le informazioni contenute nell’RNA vengono tradotte in una specifica sequenza di amminoacidi, le unità di base delle proteine. Esistono 20 tipi di amminoacidi che possono essere disposti in distinte sequenze per formare proteine diverse.

In specifici punti del ciclo cellulare, alcune parti del DNA si srotolano per svolgere la sintesi proteica e altri processi biologici.

Tuttavia, durante la divisione cellulare, il materiale genetico si trova nella sua forma più compatta. Tale forma è chiamata cromosoma ed è necessaria per trasferire materiale genetico a nuove cellule.

Gli esperti chiamano DNA nucleare quello che si trova nel nucleo della cellula. L’insieme completo del DNA nucleare in un organismo è noto come genoma.