Il DNA: struttura, funzione e impatto sulla salute umana

Ecco le principali caratteristiche del DNA. Gli acidi nucleici sono i componenti più importanti dei nuclei delle cellule; hanno molecole grandissime e complicate. Il più diffuso si indica con la sigla DNA che significa acido desossiribonucleico. Esso risulta formato da acido fosforico, da uno zucchero detto desossiribosio e da composti azotati detti basi azotate. Queste ultime sono quattro (Adenina, Timina, Citosina e Guanina) e si appaiano tra loro secondo un ordine ben definito – A con T, G con C. L’unità fondamentale del DNA è il nucleotide, che è formato da una coppia di basi azotate, una molecola di desossiribosio ed una molecola di fosfato.

Struttura del DNA

La struttura del Dna fu spiegata attraverso il modello “a doppia elica”; proposto nel 1953 dal biochimico statunitense James Watson e dal biofisico britannico Francio Crick. L’aspetto complessivo della molecola del DNA, che è lunga 2 m. e larga 2.10 , è infatti paragonabile a quello che si otterrebbe avvolgendo su se stessa, ad elica, una scala di corda, in cui i cordoni laterali sono costituiti da molecole di acido fosforico e di zucchero alternati fra loro, e i pioli, equidistanti gli uni dagli altri, sono formati dalle basi azotate.

Questi gradini – i nucleotidi – risultano qualitativamente diversi, con alternanza varia, ma tipica per ogni organismo.

Infatti, il DNA di tutte le cellule dello stesso vivente e di tutti i viventi della stessa specie mostra un identico tipo di alternanza, o sequenza, delle basi.

Inoltre il DNA di viventi di specie animali e vegetali abbastanza simili tra loro presenta sequenze poco diverse, mentre profonde e radicali appaiono le differenze di sequenze dei gradini del DNA in organismi di gruppi molto lontani tra loro.

Funzione del DNA

Il DNA è dunque responsabile della trasmissione delle informazioni ereditarie tra una cellula e le sue discendenti. Quando le nuove cellule possiedono nel nucleo un DNA di un certo tipo, identico a quello dei progenitori, è come se avessero ereditato un codice cifrato che suggerisce loro, in ogni momento della vita come devono comportarsi nel loro lavoro chimico. Esse sono quindi in grado di formare l’una o l’altra sostanza necessaria a completare la loro specializzazione, in modo che ogni parte del corpo della pianta o dell’animale cui appartengono risulti del tutto simile a quella dei suoi antenati. Il DNA, contenuto nelle cellule assieme ad acqua, proteine, zuccheri e grassi, possiede il progetto per produrre almeno cinquantamila tipi di proteine diverse. Le proteine sono importanti perché consentono ad ogni cellula di produrre altre sostanze, di cui ha bisogno per fare il suo lavoro. Sono le proteine a conferire ad ogni cellula la forma ed il colore caratteristici. La “ricetta” per ogni proteina è scritta nelle sostanze A T C G, messe in un particolare ordina lungo il filo del DNA; questa ricetta si chiama gene. Per esempio le cellule della pelle producono la melanina, una proteina che protegge dai raggi solari; le cellule dello stomaco producono gli enzimi, proteina che permettono la digestione del cibo, ogni pezzetto o piccolo segmento della molecola ad elica del DNA, corrispondente a pochi gradini della scala, ha un preciso e distinto significato ereditario, e viene chiamato gene, mentre il DNA si dice codice genetico.

Duplicazione del DNA

Prima di ogni divisione cellulare ha luogo all’interno della cellula, il meccanismo di duplicazione, con cui il DNA copia se stesso, in modo che le cellule-figlie ricevano ciascuna una copia del patrimonio genetico della cellule-madre. La molecola del DNA si srotola e si divide a livello dei legami delle coppie di basi azotate. Ogni filamento fa da stampo per l’assemblaggio di due nuovi filamenti, che rispettino l’obbligatorietà delle combinazioni A-T e C-G. Si formano così due nuove coppie di eliche, ognuna costituita da un filamento vecchio e da uno nuovo (per questo la reazione di duplicazione viene detta “semi-conservativa”.

Il nostro corpo è fatto da oltre duecento tipi diversi di cellule. Il loro DNA per produrre le proteine è identico, ma la differenza sta nel fatto che ogni tipo di cellula utilizza soltanto una certa porzione del proprio filo di DNA.

Variazioni genetiche e malattie

La leggera differenza che esiste tra le persone dipende dal fatto che una piccola porzione del patrimonio genetico di ciascuno – circa lo 0,5% del DNA – è disposto con un ordine diverso. Queste variazioni sono normali e vanno a costituire una “ricchezza” del genere umano. Purtroppo altri errori presenti nel progetto del DNA provocano alcune malattie. A causa di questi errori una proteina non viene prodotta correttamente o non viene prodotta affatto, di conseguenza alcune cellule non possono fare il lavoro come dovrebbero. Malattie come il cancro, la distrofia muscolare e la fibrosi cistica sono causate da errori nel DNA. Gli scienziati di tutto il mondo stanno lavorando per cercare di decifrare il progetto del DNA umano: questo può essere considerato il più grande esperimento di biologia mai tentato, tenendo conto che il filo del DNA contiene seimila milioni di A T C G, che permetterà soprattutto un intervento di prevenzione e di cura di queste gravi malattie.