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Cos’è il DNA e come funziona?

Il DNA è forse la molecola biologica più famosa; è presente in tutte le forme di vita sulla terra. Ma cos’è il DNA o l’acido desossiribonucleico? Qui, copriamo l’essenziale.

Praticamente ogni cellula del tuo corpo contiene DNA o il codice genetico che ti rende. Il DNA contiene le istruzioni per lo sviluppo, la crescita, la riproduzione e il funzionamento di tutta la vita.

Le differenze nel codice genetico sono la ragione per cui una persona ha gli occhi blu piuttosto che marrone, perché alcune persone sono sensibili a certe malattie, perché gli uccelli hanno solo due ali e perché le giraffe hanno il collo lungo.

Sorprendentemente, se tutto il DNA nel corpo umano fosse sbrogliato, raggiungerebbe il sole e tornerebbe più di 300 volte.

In questo articolo, analizziamo le basi del DNA, di cosa è fatto e come funziona.

Cos’è il DNA?

In breve, il DNA è una lunga molecola che contiene il codice genetico unico di ogni persona. Tiene le istruzioni per costruire le proteine ​​che sono essenziali per il funzionamento dei nostri corpi.

Le istruzioni sul DNA vengono trasmesse da genitore a figlio, con circa la metà del DNA di un bambino originario del padre e metà della madre.

Struttura

DNA basi azotate

Il DNA è una molecola a due fili che appare ritorta, conferendole una forma unica denominata doppia elica.

Ciascuno dei due fili è una lunga sequenza di nucleotidi o singole unità costituite da:

  • una molecola di fosfato
  • una molecola di zucchero chiamata deossiribosio, contenente cinque atomi di carbonio
  • una regione contenente azoto

Esistono quattro tipi di regioni contenenti azoto chiamate basi:

  • adenina (A)
  • citosina (C)
  • guanina (G)
  • timina (T)

L’ordine di queste quattro basi costituisce il codice genetico, che è le nostre istruzioni per la vita.

Le basi dei due filamenti di DNA sono incollate insieme per creare una forma a scala. All’interno della scala A si attacca sempre a T e G si attacca sempre a C per creare i “pioli”. La lunghezza della scala è formata dai gruppi di zucchero e fosfato.

DNA impaccante: cromatina e cromosomi

Cariotipo maschile umano Immagine di credito: Istituto nazionale per la ricerca sul genoma umano

La maggior parte del DNA vive nei nuclei delle cellule e alcuni si trovano nei mitocondri, che sono le centrali elettriche delle cellule.

Poiché abbiamo così tanto DNA (2 metri in ogni cellula) e i nostri nuclei sono così piccoli, il DNA deve essere confezionato in modo incredibilmente pulito.

Fili di DNA sono avvolti, arrotolati e avvolti intorno a proteine ​​chiamate istoni. In questo stato arrotolato, si chiama cromatina.

La cromatina viene ulteriormente condensata, attraverso un processo chiamato superavvolgimento, ed è quindi confezionata in strutture chiamate cromosomi. Questi cromosomi formano la familiare forma a “X” come si vede nell’immagine sopra.

Ogni cromosoma contiene una molecola di DNA. Gli esseri umani hanno 23 paia di cromosomi o 46 cromosomi in totale. È interessante notare che le mosche della frutta hanno 8 cromosomi e che i piccioni ne hanno 80.

Il cromosoma 1 è il più grande e contiene circa 8000 geni. Il più piccolo è il cromosoma 21 con circa 3.000 geni.

Cos’è un gene?

Ogni lunghezza di DNA che codifica per una specifica proteina viene chiamata un gene. Ad esempio, un gene codifica per l’insulina proteica, l’ormone che aiuta a controllare i livelli di zucchero nel sangue. Gli esseri umani hanno circa 20.000-30.000 geni, anche se le stime variano.

I nostri geni rappresentano solo il 3% circa del nostro DNA, il restante 97% è meno ben compreso. Si ritiene che il DNA eccezionale sia coinvolto nella regolazione della trascrizione e della traduzione.

In che modo il DNA crea proteine?

Per i geni per creare una proteina, ci sono due passaggi principali:

Trascrizione: il codice DNA viene copiato per creare l’RNA messaggero (mRNA). L’RNA è una copia del DNA, ma normalmente è a singolo filamento. Un’altra differenza è che l’RNA non contiene la timina di base (T), che viene sostituita da uracile (U).

Traduzione: L’mRNA è tradotto in amminoacidi mediante trasferimento di RNA (tRNA).

L’mRNA viene letto in sezioni di tre lettere chiamate codoni. Ogni codone codifica per un amminoacido o un blocco elementare specifico di una proteina. Ad esempio, i codici GUG del codone per l’amminoacido valina.

Ci sono 20 possibili amminoacidi.

Cos’è un telomero?

Diagramma di DNA telomero

I telomeri sono regioni di nucleotidi ripetuti alla fine dei cromosomi.

Proteggono le estremità del cromosoma da danni o fusioni con altri cromosomi.

Sono stati paragonati alle punte di plastica sui lacci delle scarpe che impediscono loro di sfilacciarsi.

Invecchiando, questa regione protettiva diventa costantemente più piccola. Ogni volta che una cellula si divide e il DNA viene replicato, il telomero si accorcia.

In poche parole

I cromosomi sono filamenti di DNA strettamente arrotolati. I geni sono sezioni di DNA che codificano le singole proteine.

In altre parole, il DNA è il piano principale per la vita sulla terra e la fonte della meravigliosa varietà che vediamo intorno a noi.

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