Spieghiamo cos'è il DNA e perché è essenziale per la vita. Struttura, replicazione del DNA e differenze tra DNA e RNA.
Il DNA ha anche una forma a doppia elica, avvolta su se stessa.Cos'è il DNA?
Il DNA o acido desossiribonucleico è a polimero essenziale per vita, che si trova all'interno di tutti cellule del esseri viventi e dentro di più virus. È una proteina complessa, lunga, all'interno della quale sono conservate tutte le informazioni genetiche dell'individuo, cioè le istruzioni per la sintesi di tutte le proteine che compongono il suo organismo: si potrebbe dire che contiene le istruzioni molecolari per l'assemblaggio di un essere vivente.
Vengono chiamate le unità più piccole di tali informazioni genetiche geni e sono costituiti da una specifica sequenza di nucleotidi che compongono il DNA, e consentono anche la loro trasmissione ereditaria, qualcosa di vitale per l'evoluzione della vita. Anche in questi strutture sono contenute anche informazioni su come e quando dovrebbe avvenire la sintesi dei componenti di base delle cellule.
Il DNA è contenuto nelle cellule, sia disperse in tutto il loro citoplasma (nel caso degli organismi procarioti: batteri e archaea) e o all'interno del nucleo cellulare (in caso di eucarioti: piani, animali, funghi). Per la sua decodifica e l'utilizzo come template è necessario l'intervento dell'RNA o dell'acido ribonucleico, che legge la struttura e la utilizza come template, in un processo chiamato trascrizione/traduzione.
C'è da dire che il DNA di ogni individuo è unico e diverso, il prodotto della combinazione dei codici genetici dei propri genitori in un processo che avviene in modo casuale. Questo, ovviamente, negli organismi di riproduzione sessuale, in cui ciascuno progenitore contribuisce con metà del suo genoma a creare un nuovo individuo. In caso di organismi unicellulari di riproduzione asessuata, il molecola del DNA si riproduce in un processo chiamato replica.
Il contenuto genetico del DNA è estremamente prezioso per la vita, e nonostante ciò è possibile che subisca danni a causa del contatto con mutageni: radiazioni ionizzanti, alcuni elementi chimici o anche alcuni farmaci (come nel caso della chemioterapia), che porterebbero a errori di trascrizione durante la sintesi cellulare. Questo può portare a malattie e Morte dell'individuo, o anche alla trasmissione ereditaria di strutture difettose, dando origine a discendenti con difetti congeniti.
struttura del DNA
La molecola del DNA è una lunga serie di unità chiamate nucleotidi, che a loro volta consistono in una molecola di zucchero (in questo caso desossiribosio: C5H10O4), una base azotata (che può essere adenina, guanina, citosina o timina) e un gruppo fosfato che funge da legame tra i nucleotidi. Quindi ogni nucleotide si distingue dagli altri per la base azotata che possiede, e che tutti insieme formano una catena chiamata Sequenza di DNA e che può essere trascritto utilizzando l'iniziale di ciascuna base, ad esempio: ACTAGTCAGT…
Il DNA ha anche una forma a doppia elica, avvolta su se stessa in tre diversi schemi (chiamati A, B e Z), in base alla sua sequenza, numero di basi e funzione specifica. Questa struttura è prodotta dall'unione di due filamenti di nucleotidi mediante legami a idrogeno.
Replicazione del DNA
La replica è il processo mediante il quale una molecola di DNA ne genera due identiche a se stessa, ed è fondamentale riproduzione cellulare, poiché tutte le cellule del corpo devono avere lo stesso genoma esatto (come negli organismi a riproduzione asessuata, che sono praticamente cloni l'uno dell'altro).
Il processo consiste nella separazione dei due filamenti di DNA, ognuno dei quali fungerà da modello per sintetizzare un nuovo partner. Se tutto va bene, alla fine ci saranno due molecole identiche del DNA originale, entrambe a doppia elica. Quindi, la replica è la chiave per eredità.
Si ipotizzano tre tipi di replicazione del DNA:
- semiconservatore. Come descritto sopra, i filamenti si separano e da ciascuno di quelli vecchi ne viene sintetizzato uno nuovo.
- conservatore. Avrebbe luogo se i due vecchi filamenti, dopo aver servito da stampo, tornassero insieme al loro vecchio partner e alla fine ci fosse una molecola di DNA completamente nuova, accanto a quella vecchia che sarebbe stata ricostituita.
- Dispersivo. Accadrebbe se le eliche risultanti fossero costituite da frammenti del vecchio e del nuovo DNA.
Differenze tra DNA e RNA
Il DNA e il RNA sono catene di nucleotidi simili, ma differiscono, come indica il nome, per il tipo di zucchero presente nella loro struttura: rispettivamente desossiribosio e ribosio.
Inoltre, l'RNA è quasi quattro volte più grande del DNA ed è costituito da una singola elica, anziché da due. Questa distinzione è anche funzionale, ovviamente, poiché il DNA contiene il modello genetico e l'RNA è responsabile della sua esecuzione o del suo trasporto.