Come funziona il DNA?

Proprio una bella domanda! 😉 Nonostante si sia capito già molto sul funzionamento del DNA da quando Watson e Crick (anche grazie alle ricerche di Rosalind Franklin) scoprirono la struttura del DNA nel 1953, ancora non sappiamo proprio tutto…

Partiamo dal principio. Il DNA viene definito come una doppia elica, formata da due filamenti paralleli tenuti insieme dalle basi, le 4 lettere (A=adenina, T=timina, C=citosina, G=guanina) che formano l’alfabeto del DNA. Pensate ad una chiusura a zip (o ad una scala a pioli) dove ogni dentello rappresenta una base, mentre il tessuto all’esterno costituisce lo scheletro (backbone in inglese) del DNA. Questo scheletro funziona proprio da supporto e protezione per le basi ed è costituito da molecole di zucchero e fosfati. L’unità costituita da una base, uno zucchero ed un fosfato viene definita nucleotide.

doublehelix

https://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/dna
http://www.chemguide.co.uk/organicprops/aminoacids/dna1.html
https://www.genome.gov/25520880

Le basi però non si appaiano a caso, ma la loro struttura molecolare fa sì che A possa appaiarsi solo con T, e che C possa interagire solo con G. La loro successione, definita come sequenza, determina le informazioni che quello specifico DNA contiene per formare e mantenere un organismo, come l’ordine delle lettere in un libro genera parole e frasi. Curiosità: lo sapete che più del 99% della sequenza del DNA umano è identica tra tutti noi??? Eppure siamo così diversi!

Il DNA può duplicarsi, requisito fondamentale per la riproduzione delle cellule, affinchè ognuna delle cellule prodotte contenga tutte le informazione per svolgere le proprie funzioni. Per fare questo, i due filamenti della doppia elica vengono separati un po’ come quando si apre una zip. Questo fenomeno avviene per fare in modo che proteine specializzate (DNA polimerasi) possano fare una copia del DNA, accoppiando le basi corrispondenti a quelle nel filamento che viene letto. Pensate a questo processo come alla scansione di un documento o alla produzione di una copia carbone.

DNA_replication

http://anthro.palomar.edu/biobasis/bio_5.htm

Ma la domanda rimane…come si fa dal DNA a passare alle azioni che le cellule compiono? Si sa che ogni proteina (le operaie della cellula – ne esistono diversi tipi, da quelle che sono parte di determinate strutture a quelle che danno il via a certi processi) viene tradotta a partire da un gene che la specifica. Il gene è una porzione discreta di DNA, una sequenza specifica che codifica = contiene le informazioni per produrre una proteina. L’informazione contenuta nel gene viene letta da altre proteine (RNA polimerasi) similarmente a quanto avviene durante la replicazione del DNA (apertura della doppia elica, copia carbone del filamento), ma la differenza questa volta è che la sequenza che ne risulta è limitata a quel pezzo di DNA (il gene di interesse) e si chiama mRNA (acido ribonucleico messaggero; messenger RNA in inglese). Questo processo viene definito trascrizione del DNA. Le differenze tra DNA e RNA sono 3: 1) il tipo di zucchero che forma lo scheletro è leggermente diverso nei due casi; 2) il DNA è a doppia elica mentre l’RNA è un singolo filamento; 3) nell’RNA la T è sostituita da U=uracile. Per queste ragioni l’RNA è molto più instabile del DNA.

dna and rna

http://www.biologyexams4u.com/2012/10/differences-between-dna-and-rna.html

E una volta che l’mRNA è stato trascritto = prodotto? Dobbiamo arrivare alla produzione della proteina di interesse! E come si fa? Cercherò di raccontarvelo nel prossimo post 😉

Nel frattempo, questo sito potrebbe soddisfare alcune vostre curiosità: https://unlockinglifescode.org/explore

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