Esplorazione delle biotecnologie e della struttura del DNA

Con il termine biotecnologia si indica qualsiasi applicazione tecnologica che utilizza organismi viventi o loro derivanti per realizzare prodotti e processi per usi specifici. Esistono in particolare le biotecnologie classiche o tradizionali, opposte alle biotecnologie nuove o anche conosciute come innovative.

Struttura del DNA e RNA

I depositari dell'informazione generica e della trasmissione dei caratteri ereditari sono il DNA e l'RNA, ovvero polimeri che hanno come sub unità fondamentali i nucleotidi, composti da: gruppo fosfato, base azotata e zucchero a cinque atomi di carbonio. Al primo carbonio di zucchero è legata la basa azotata, che si classifica in quattro tipologie precise:

• Adenina e Guanina (A e G), anche definite come puriniche;


• Citosina e Timina, sostituita nell'RNA dall'Uracile, sono invece conosciuti come pirimidiniche;

Scoperta della doppia elica

Nel 1953 gli scienziati dell'Università di Cambridge Crick e Watson, ipotizzarono la struttura ad elica doppia con due filamenti polinucleotidici del DNA, la paragonarono ad una scala a pioli dove i gradini sono rappresentati dalle basi azotate tenute unite da idrogeno, e i montanti lo zucchero e il gruppo fosfato. In ogni filamento ci sono due estremità 5' che termina con un gruppo fosfato legato al carbonio e 3', il quale termina invece con lo zucchero con un legame libero.

Duplicazione del DNA

Il DNA si duplica durante la fase S del ciclo cellulare attraverso un processo preciso e rapido. Nelle cellule eucariote avviene in diversi punti chiamati "punti di origine della duplicazione", dove la doppia elica si apre grazie agli enzimi elicasi in modo da formare le bolle di duplicazione, le quali si agganciano ad uno dei due filamenti separati. In ogni bolla agiscono due complessi di duplicazione in direzioni opposte, i due filamenti sono antiparalleli se osservati in direzione 5' verso 3', corrono in senso opposto. Quando il DNA si duplica, ogni filamento può aggiungere nucleotidi in direzione 5' verso 3', che è un problema perché l'altro filamento dovrebbe allungarsi in direzione 3' verso 5'. Dunque il filamento che ha come stampo il filamento 5' verso 3', si assembla a ritroso.

Filamenti del DNA

I filamenti sono conosciuti come:

1. Filamento guida, che può aggiungere nucleotidi senza interruzioni ed ha un unico punto di attacco;


2. Filamento in ritardo, che è stato sintetizzato in modo discontinuo dal DNA ligasi sotto forma di segmenti chiamati frammenti di Okazaki, i punti di attacco in questo invece sono molteplici vicino alla forcella e segnalati da primer;