Il DNA
Nel nucleo di ogni cellula vi sono i cromosomi, formati da DNA. Il DNA è una molecola formata da due filamenti avvolti a spirale; ogni filamento è una successione di nucleotidi.
Ogni nucleotide è a sua volta costituito da acido fosforico, da uno zucchero contenente 5 atomi di carbonio (il desossiribosio) e da un composto contenente azoto, chiamato base azotata.
Nel caso del DNA le basi azotate sono 4: adenina (A), citosina(C), guanina (G) e timina (T).
Possiamo paragonare la struttura del DNA a quella di una scala a chiocciola, in cui la doppia ringhiera è formata da filamenti in cui si susseguono lo zucchero e l'acido fosforico, mentre i "gradini" sono formati da due basi azotate, che si uniscono a due a due secondo uno schema fisso: l'adenina (A) si unisce sempre con la timina (T) e la guanina (G) con la citosina (C).
Replicazione del DNA
II processo di replicazione o duplicazione inizia quando le
"ringhiere" flessibili della scala a chiocciola si separano una dall'altra (la separazione è una reazione chimica catalizzata da un enzima) e ciascuna trascina con sé una serie di
"mezzi gradini", cioè una serie di basi. A questo punto ciascun mezzo gradino "pesca" nel nucleo la sua base complementare (adenina se il mezzo gradino è di timina, citosina se il mezzo gradino è di guanina) e la lega a sé. In questo modo per ciascuna delle ringhiere se ne forma un'altra e alla fine si avranno, invece di una scala a chiocciola, due "scale" identiche, cioè due molecole di DNA uguali.
La replicazione avviene durante la mitosi.La mitosi è il processo con cui da una cellula madre si formano due cellule figlie.
In questo modo ogni cellula figlia potrà ricevere una copia della stessa molecola di DNA.
La sintesi delle proteine
La cellula può essere paragonata ad una fabbrica nella quale il nucleo, mediante il DNA, decide e controlla tutte le attività della cellula e invia istruzioni alle strutture cellulari. Vediamo come ,le informazioni contenute nel DNA determinano la sintesi (formazione) di proteine nei ribosomi contenuti nel citoplasma della cellula.
Il Dna di una cellula non può uscire dal nucleo della cellula. Occorre una molecola che trasporti le informazioni del Dna nei ribosomi , dove avviene la sintesi delle proteine.
A trasportare l'informazione genetica nel citoplasma provvede un altro acido nucleico, l'RNA o acid o ribonucleico.
L'RNA è una molecola simile al DNA, costituita da una sequenza di nucleotidi, ma ne differisce perché è costituita da un unico filamento; inoltre, lo zucchero desossiribosio è sostituito dal ribosio e la base timina da un'altra base, l'uracile (U). L'RNA viene costruito appositamente "copiando" la sequenza di basi del DNA, solo che alla lettera A (adenina) viene affiancata la lettera U (uracile). Questo processo prende il nome di trascrizione.
Nel citoplasma si trova un'altra molecola di RNA: il tRNA. Ogni molecola di tRNA è da un lato legato a un particolare amminoacido e dall’altro presenta una tripletta di basi azotate libere.
Una volta nel citoplasma, l'RNA messaggero scorre sul ribosoma, che "legge" man mano le triplette.
A questo punto intervengono le molecole di RNA di trasporto. Queste fungono da intermediari tra l'RNA messaggero e gli amminoacidi. In pratica le molecole di RNA
vanno a cercare sui ribosoma la tripletta complementare e così facendo trasportano con sé un amminoacido. In questo modo sul ribosoma si forma una catena di amminoacidi, ossia si forma una proteina. Il passaggio dal codice genetico contenuto nell’mRNA a sequenza di amminoacidi prende il nome di traduzione.
I risultati degli esperimenti hanno dimostrato che le basi azotate sono ordinati a tre a tre, cioè in triplette,e ogni tripletta individua in particolare amminoacido. Così se, lungo il filamento di DNA si incontrano le triplette CCA-GTA-CGC, esse individuano rispettivamente gli amminoacidi glicina, istidina e alanina.
L’informazione genetica è dunque scritta nelle molecole di DNA in un linguaggio particolare, chiamato codice genetico. L’alfabeto di tale codice è formato da 4 lettere ( i nucleotidi) che formano parole di tre lettere(le triplette), ognuna delle quali corrisponde a uno dei venti amminoacidi.