La memoria genetica e gli acidi nucleici

La memoria genetica

Il nostro corpo si rinnova continuamente, i componenti cellulari sono soggetti ad un continuo ricambio: proteine ed enzimi sono degradati, sono sintetizzate nuove molecole, alcune cellule muoiono e delle nuove ne prendono il posto. Tutti gli esseri viventi vanno incontro alla morte, dopo un periodo di tempo variabile a seconda della specie, tuttavia, essi generano delle copie di se stessi attraverso la riproduzione. Questo processo di ri-generazione e copia coinvolge sia l’intero organismo (riproduzione sessuale) sia le singole cellule (mitosi).

Durante il processo di duplicazione cellulare, denominato mitosi, da una singola cellula ne nascono due, identiche tra loro. Esso avviene sia negli organismi unicellulari, sia in quelli pluricellulari. Durante la mitosi sono replicate tutte le strutture che compongono la cellula: membrane, organuli, proteine ed enzimi necessari al metabolismo. Il processo di riproduzione che interessa l’intero organismo è noto come riproduzione sessuale, che coinvolge due individui di sesso opposto e i loro rispettivi gameti, ovvero le loro cellule riproduttive. I gameti sono rispettivamente gli spermatozoi maschili e gli ovuli femminili, la cui fusione genera lo zigote, ovvero la cellula uovo fecondata, che è all’origine di tutte le cellule che poi costituiranno l’individuo completo, il quale possiederà caratteristiche provenienti da entrambi i genitori.

Ogni cellula contiene un genoma (o patrimonio genetico), definito come il complesso dei geni che conferiscono ad ogni organismo determinate caratteristiche. I geni costituiscono le istruzioni e le informazioni necessarie per la produzione dei componenti della cellula stessa e per la sua duplicazione. Quando la cellula è duplicata, l’intero patrimonio di geni viene riprodotto. Il genoma è come una biblioteca nella quale i libri sono costituiti dai geni: per esempio, ogni volta che è necessario sintetizzare una proteina, il sistema delegato alla sua sintesi legge la porzione di genoma corrispondente. Oppure, ogni volta che viene prodotto un nuovo enzima, è necessario che il sistema che lo produce assembli nel giusto ordine gli amminoacidi che lo costituiscono. Il genoma determina il funzionamento e molte caratteristiche dell’organismo: ogni essere vivente è diverso poiché è differente il patrimonio genetico. Le cellule di un essere umano derivano tutte da uno stesso zigote, condividono lo stesso genoma, ma ognuna ne usa soltanto una parte; questo processo è noto come differenziazione cellulare, mediante il quale le cellule di un organismo, inizialmente identiche (in quanto derivate da uno zigote comune), acquisiscono caratteristiche differenziali. Per esempio una cellula epatica sintetizza enzimi diversi rispetto a quelli sintetizzati da una cellula del sistema nervoso.

Le differenze genetiche esistono anche tra individui appartenenti alla stessa specie: ogni essere umano è unico poiché possiede geni diversi da quelli di un altro individuo, tuttavia, contribuiscono notevolmente alla differenziazione anche l’educazione ricevuta, l’ambiente in cui viviamo e le esperienze che facciamo.

Gli acidi nucleici

Il patrimonio genetico è conservato e tramandato dai cromosomi, degli organuli del nucleo cellulare che sono portatori dei geni. Nelle cellule umane ci sono 46 cromosomi: 44 cromosomi sono detti somatici o autosomi e sono disposti in 22 coppie, i restanti 2 cromosomi sono quelli sessuali. Questi ultimi, sono uguali nella donna, tutti e due di tipo X, invece l’uomo possiede un solo cromosoma sessuale di tipo X e un altro di tipo Y.

I cromosomi sono costituiti da proteine e da una particolare sostanza: il DNA o acido desossiribonucleico, che assolve il ruolo di conservazione e trasmissione dell’informazione genetica. L’RNA o acido ribonucleico, invece, assolve una funzione di interpretazione dell’informazione contenuta nel DNA, di regolazione delle fasi di trascrizione e sintesi delle proteine sulla base di tale informazione.

La memoria genetica

Il nostro corpo si rinnova continuamente, i componenti cellulari sono soggetti ad un continuo ricambio: proteine ed enzimi sono degradati, sono sintetizzate nuove molecole, alcune cellule muoiono e delle nuove ne prendono il posto. Tutti gli esseri viventi vanno incontro alla morte, dopo un periodo di tempo variabile a seconda della specie, tuttavia, essi generano delle copie di se stessi attraverso la riproduzione. Questo processo di ri-generazione e copia coinvolge sia l’intero organismo (riproduzione sessuale) sia le singole cellule (mitosi).

Durante il processo di duplicazione cellulare, denominato mitosi, da una singola cellula ne nascono due, identiche tra loro. Esso avviene sia negli organismi unicellulari, sia in quelli pluricellulari. Durante la mitosi sono replicate tutte le strutture che compongono la cellula: membrane, organuli, proteine ed enzimi necessari al metabolismo. Il processo di riproduzione che interessa l’intero organismo è noto come riproduzione sessuale, che coinvolge due individui di sesso opposto e i loro rispettivi gameti, ovvero le loro cellule riproduttive. I gameti sono rispettivamente gli spermatozoi maschili e gli ovuli femminili, la cui fusione genera lo zigote, ovvero la cellula uovo fecondata, che è all’origine di tutte le cellule che poi costituiranno l’individuo completo, il quale possiederà caratteristiche provenienti da entrambi i genitori.

Ogni cellula contiene un genoma (o patrimonio genetico), definito come il complesso dei geni che conferiscono ad ogni organismo determinate caratteristiche. I geni costituiscono le istruzioni e le informazioni necessarie per la produzione dei componenti della cellula stessa e per la sua duplicazione. Quando la cellula è duplicata, l’intero patrimonio di geni viene riprodotto. Il genoma è come una biblioteca nella quale i libri sono costituiti dai geni: per esempio, ogni volta che è necessario sintetizzare una proteina, il sistema delegato alla sua sintesi legge la porzione di genoma corrispondente. Oppure, ogni volta che viene prodotto un nuovo enzima, è necessario che il sistema che lo produce assembli nel giusto ordine gli amminoacidi che lo costituiscono. Il genoma determina il funzionamento e molte caratteristiche dell’organismo: ogni essere vivente è diverso poiché è differente il patrimonio genetico.

Le cellule di un essere umano derivano tutte da uno stesso zigote, condividono lo stesso genoma, ma ognuna ne usa soltanto una parte; questo processo è noto come differenziazione cellulare, mediante il quale le cellule di un organismo, inizialmente identiche (in quanto derivate da uno zigote comune), acquisiscono caratteristiche differenziali. Per esempio una cellula epatica sintetizza enzimi diversi rispetto a quelli sintetizzati da una cellula del sistema nervoso. Le differenze genetiche esistono anche tra individui appartenenti alla stessa specie: ogni essere umano è unico poiché possiede geni diversi da quelli di un altro individuo, tuttavia, contribuiscono notevolmente alla differenziazione anche l’educazione ricevuta, l’ambiente in cui viviamo e le esperienze che facciamo.

Gli acidi nucleici

Il patrimonio genetico è conservato e tramandato dai cromosomi, degli organuli del nucleo cellulare che sono portatori dei geni. Nelle cellule umane ci sono 46 cromosomi: 44 cromosomi sono detti somatici o autosomi e sono disposti in 22 coppie, i restanti 2 cromosomi sono quelli sessuali. Questi ultimi, sono uguali nella donna, tutti e due di tipo X, invece l’uomo possiede un solo cromosoma sessuale di tipo X e un altro di tipo Y. I cromosomi sono costituiti da proteine e da una particolare sostanza: il DNA o acido desossiribonucleico, che assolve il ruolo di conservazione e trasmissione dell’informazione genetica.

L’RNA o acido ribonucleico, invece, assolve una funzione di interpretazione dell’informazione contenuta nel DNA, di regolazione delle fasi di trascrizione e sintesi delle proteine sulla base di tale informazione.