Il DNA (acronimo di DeoxyriboNucleic Acid, acido desossiribonucleico) è un acido nucleico (una macromolecola periodica in cui le unità ripetitive sono dette nucleotidi) che contiene le informazioni che permettono alle cellule di funzionare correttamente. Non si può quindi comprendere il funzionamento del DNA se non se ne comprende lo scopo biologico.
Il nostro corpo è formato da miliardi di cellule che concorrono a costituire un organismo unico all’interno della propria specie. Le cellule differenziano l’organismo umano, ma anche all’interno dello stesso organismo sono molto diverse le funzioni dei vari tipi di cellule: per esempio le cellule della pelle sono molto diverse dalle cellule dei muscoli.
All’interno delle cellule è presente un “messaggio” (che può essere tramandato da generazione in generazione) che spiega alla cellula cosa fare, una specie di “progetto operativo“. Questo progetto operativo spiega alla cellula cosa deve costruire.
La costruzione parte dall’unico tipo di materiali a disposizione delle cellule, gli aminoacidi. Unendosi in varie combinazioni fra loro, gli aminoacidi formano le proteine, la materia prima, e unica, di cui le cellule si servono per costruire qualsiasi cosa esse abbiano bisogno. Riassumendo:
progetto operativo -> aminoacidi -> proteine -> funzione specifica.
Cos’è il DNA
Noi siamo soliti scrivere le istruzioni di un progetto operativo, usando parole costituite dalle lettere di un alfabeto; il progetto può per esempio essere “scritto” su un pezzo di carta.
Nell’analogia, il nostro pezzo di carta è proprio il DNA.
Il DNA è un polimero, cioè una macromolecola costituita da un gran numero di gruppi molecolari, uniti “a catena” mediante la ripetizione dello stesso tipo di legame. Ogni unità che costituisce il DNA (nucleotide) è lunga un terzo di miliardesimo di m (0,33 Ångström), ma poiché il DNA può contenere diverse milioni di nucleotidi, la lunghezza della molecola di DNA è decisamente elevata.
Negli organismi viventi, il DNA non è quasi mai presente sotto forma di singolo filamento, ma in una struttura a doppia elica.
Ogni nucleotide è costituito da uno scheletro laterale che permette di legarsi ai nucleotidi adiacenti e da una base azotata che si lega con la base corrispondente presente sul filamento opposto. Lo scheletro laterale è formato dall’unione di uno zucchero a 5 atomi di carbonio (desossiribosio) a un gruppo fosfato. I filamenti di DNA presentano due estremità, chiamate 5′ (cinque primo, il capo) e 3′ (tre primo, la coda); i termini 5 e 3 derivano dal carbonio 5 (che si lega al gruppo fosfato), mentre il carbonio 3 si lega al gruppo ossidrile.
Le basi azotate sono le lettere del nostro alfabeto genetico; sono solo quattro: l’adenina (A), la citosina (C), la timina (T) e la guanina. Ogni base azotata è legata secondo regole specifiche alla sua base azotata complementare:
A può legare solo T e G può legare solo C
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