L'Acido Desossiribonucleico (DNA)

Il DNA (acido desossiribonucleico) è la molecola fondamentale della vita, custode dell'informazione genetica necessaria per lo sviluppo, il funzionamento e la riproduzione di ogni organismo vivente. Possiamo immaginare il DNA come un progetto architettonico estremamente dettagliato, scritto in un linguaggio chimico.

L’unità fondamentale: il Nucleotide

Il DNA è un polimero, ovvero una lunga catena fatta di unità ripetute (monomeri) chiamate nucleotidi. Ogni nucleotide è composto da tre parti: Un gruppo fosfato, uno zucchero a 5 atomi di carbonio (il desossiribosio) e una base azotata. Mentre lo zucchero e il fosfato sono sempre gli stessi, la base azotata può variare. Esistono due tipi di basi nel DNA, le purine (A e G) e le pirimidine (T e C), che fungono da "lettere" del codice genetico.

La basi azotate

Adenina	Citosina	Guanina	Timina

La struttura a doppia elica

La scoperta della struttura del DNA, avvenuta nel 1953, rivelò che la molecola non è una semplice catena, ma una doppia elica. Spesso viene paragonata a una scala a chiocciola, i cui montanti sono formati da un'alternanza regolare di molecole di zucchero (desossiribosio) e gruppi fosfato (ossatura zucchero-fosfato) e i pioli sono costituiti dalle basi azotate. La regola della complementarietà I due filamenti della doppia elica sono tenuti insieme da legami chimici (legami a idrogeno) tra le basi. Queste non si accoppiano a caso, ma seguono una regola rigorosa detta complementarietà: L'adenina (A) si lega sempre e solo con la timina (T). La guanina (G) si lega sempre e solo con la citosina (C). Questa proprietà è fondamentale per la duplicazione del DNA: se conosciamo la sequenza di un filamento, possiamo dedurre esattamente quella del filamento opposto. Un dettaglio tecnico importante è che i due filamenti corrono in direzioni opposte (in biochimica si dice che sono antiparalleli): un filamento va in direzione 5′→3′, mentre l'altro va in direzione 3′→5′. Questi numeri indicano la posizione degli atomi di carbonio nello zucchero a cui si legano i gruppi fosfato.

Il problema del Packaging

Se srotolassimo tutto il DNA contenuto in una singola cellula umana, sarebbe lungo circa 2 metri. Considerando che il corpo umano ha circa 37 trilioni di cellule, il DNA totale coprirebbe la distanza Terra-Sole diverse volte. Il punto di discussione: Come fa a stare in un nucleo microscopico senza aggrovigliarsi? Il segreto sono gli istoni, proteine che fungono da "rocchetti" attorno ai quali il DNA si avvolge strettamente. Questa struttura super-compattata forma i cromosomi.

Il DNA “Spazzatura” (Junk DNA)

Solo l'1-2% del nostro DNA serve effettivamente a codificare proteine (i mattoni del corpo). Per anni, il restante 98% è stato chiamato "DNA spazzatura". Oggi sappiamo che non è affatto spazzatura: funge da sistema di controllo (interruttori) o deriva da antichi virus che si sono inseriti nel nostro genoma milioni di anni fa. Discussione: Siamo fatti per la maggior parte di "istruzioni di controllo" e resti evolutivi, piuttosto che di geni attivi.