Concetti Chiave
- Il DNA, o acido desossiribonucleico, contiene il patrimonio genetico degli esseri viventi ed è fondamentale per lo sviluppo e il funzionamento degli organismi.
- La sua struttura a doppia elica, scoperta nel 1953, è composta da due filamenti di nucleotidi legati da specifici appaiamenti di basi azotate.
- I cromosomi, formati da DNA impacchettato attorno a proteine, sono presenti in 23 coppie negli esseri umani, per un totale di 46 cromosomi.
- La duplicazione del DNA avviene prima della divisione cellulare, generando due copie identiche attraverso un modello semi conservativo.
- La trascrizione del DNA produce RNA complementare, mentre la traduzione nei ribosomi crea proteine a partire dall'mRNA.
In questo appunto viene analizzato il DNA, descrivendo la struttura e riportando le maggiori caratteristiche.
L’importanza del DNA: mappa concettuale
DNA è la nota sigla dell’importante acido desossiribonucleico, una macromolecola biologica contenente il patrimonio genetico di molti esseri viventi, tra cui l’uomo. È contenuto all’interno del nucleo di ogni cellula.Il DNA dirige lo sviluppo di un organismo ed è responsabile di come esso sarà e di come funzionerà. Ad esempio, determina il colore dei nostri occhi, dei capelli e della pelle. Determina anche eventuali malattie trasmissibili per via ereditaria.
Al suo interno sono presenti tutte le informazioni necessarie allo sviluppo del nostro organismo, chiamate scientificamente geni: frammenti di DNA da cui originano le proteine, indispensabili alla vita.
Per ulteriori approfondimenti sul DNA vedi qua
Struttura del DNA: la famosa doppia elica
La struttura del DNA che conosciamo oggi è stata scoperta nel 1953 da James Watson e Francis Crick, i quali vinsero il premio Nobel nel 1962. Essi individuarono il “modello a doppia elica” del DNA: la molecola di DNA si presenta sotto forma di doppia elica, avvolta a spirale.Tale acido nucleico è costituito da due filamenti orientati in direzioni opposte, uniti mediante legami che lo costringono ad assumere la tipica forma a spirale (avvolgimento destrogiro attorno allo stesso asse).
I filamenti sono formati dal succedersi di nucleotidi. Il nucleotide è l’unità strutturale degli acidi nucleici ed è costituito da tre elementi uniti tra loro:
- Un gruppo fosfato
- Un deossiribosio (zucchero pentoso - formato da 5 atomi di carbonio)
- Una base azotata (adenina, guanina, citosina o timina)
Ogni nucleotide è unito al successivo grazie a legami covalenti, di tipo fosfodiesterico: legame tra il gruppo fosfato di un nucleotide e il "carbonio 5" dello zucchero del nucleotide successivo.
I due filamenti interagiscono, invece, grazie all’appaiamento tra basi azotate. Tale legame chimico è specifico: l’adenina si unisce solo alla timina e la citosina si unisce solo con la guanina.
Tra adenina e timina sono presenti due legami a idrogeno, mentre tra guanina e citosina sono presenti tre legami a idrogeno. Questi legami sono relativamente deboli e possono essere rotti per azione enzimatica, termica o meccanica. La rottura dei legami tra i due filamenti è fondamentale per permettere la replicazione del DNA.
DNA e cromosomi: cosa sono i cromosomi e quanti ne abbiamo
La doppia elica del DNA è organizzata in strutture complesse, dette cromosomi. In particolare, i cromosomi sono formati da molecole di DNA strettamente impacchettate attorno a proteine (istoni). Questa organizzazione è necessaria al fine di ottimizzare gli spazi, permettendo di contenere i lunghi filamenti di DNA all’interno del nucleo delle cellule.Il numero di cromosomi è caratteristico per ciascuna specie.
Gli esseri umani contengono 23 coppie di cromosomi in ogni cellula, per un totale di 46. Di essi, una coppia sono i cromosomi sessuali, i quali contengono le informazioni necessarie per lo sviluppo dei caratteri sessuali. Le femmine contengono la coppia di cromosomi XX, mentre i maschi sono caratterizzati dalla coppia di cromosomi XY.
Per ulteriori approfondimenti sui cromosomi vedi qua
Trasmissione dell’informazione genetica: duplicazione del DNA
Le molecole di DNA presenti all'interno del nucleo cellulare umano sono tutte uguali tra loro, garantendo l’ereditarietà biologica.A garanzia di ciò, prima di ogni divisione cellulare avviene il processo di duplicazione del DNA: il processo di duplicazione permette di produrre due copie identiche di DNA a partire da una molecola di DNA originale.
La doppia elica si apre e i due filamenti si separano (liberando le basi azotate), permettendo la replicazione.
La duplicazione segue un modello semi conservativo: da ogni filamento stampo si forma un filamento complementare, generando così due doppie eliche formate, ciascuna, da un filamento nuovo e uno originale.
Per ulteriori approfondimenti sulla duplicazione del DNA vedi qua
Trascrizione del DNA e successiva traduzione: descrizione di tali processi
La trascrizione del DNA viene effettuata dall’enzima RNA polimerasi, portando alla creazione di un filamento di RNA complementare a un filamento di DNA. Il filamento di RNA può essere destinato a funzioni diverse:- mRNA
- RNA con funzione strutturale
- RNA con funzione catalitica (ribozimi)
Per ulteriori approfondimenti sulla trascrizione del DNA vedi qua
Domande da interrogazione
- Qual è l'importanza del DNA per gli organismi viventi?
- Chi ha scoperto la struttura del DNA e quale modello è stato identificato?
- Come sono organizzati i cromosomi e qual è il numero di cromosomi negli esseri umani?
- Qual è il processo di duplicazione del DNA e come avviene?
- Qual è il ruolo della trascrizione del DNA e come si collega alla traduzione?
Il DNA è fondamentale poiché contiene il patrimonio genetico e dirige lo sviluppo di un organismo, determinando caratteristiche come il colore degli occhi e la predisposizione a malattie ereditarie.
La struttura del DNA è stata scoperta nel 1953 da James Watson e Francis Crick, che identificarono il modello a doppia elica, caratterizzato da due filamenti orientati in direzioni opposte.
I cromosomi sono formati da molecole di DNA impacchettate attorno a proteine e gli esseri umani possiedono 23 coppie di cromosomi, per un totale di 46, di cui una coppia è rappresentata dai cromosomi sessuali.
La duplicazione del DNA è un processo che produce due copie identiche di DNA, in cui la doppia elica si apre e i filamenti si separano, seguendo un modello semi conservativo.
La trascrizione del DNA, effettuata dall'enzima RNA polimerasi, crea un filamento di RNA complementare, che è poi tradotto nei ribosomi per formare proteine, essenziali per le funzioni cellulari.
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