Il DNA è probabilmente la molecola più complessa che esiste in natura. Esso è una macromolecola, è enorme. Ogni cellula contiene un metro e passa di DNA. Esso però non si vede, perché è spesso 2/1.000.000 di millimetro.
Struttura e Funzione del DNA
Il DNA è costituito da "nucleotidi". I componenti principali di un nucleotide sono le base azotata, fosforo e zucchero. Una molecola di DNA è detta cromosoma e in ogni cellula ce ne sono 46 (per l’uomo). Il DNA funziona da depositario delle informazioni genetiche. È il progetto per costruire le varie molecole cellulari, ma è anche il progetto per costruire se stesso.
La Doppia Elica
Il DNA è anche definito “la doppia elica”. Esso infatti è costituito da due metà speculari, due filamenti di nucleotidi, le cui basi azotate si fronteggiano. Le basi azotate di uno sono complementari delle basi azotate dell’altro. Secondo una regola se da una parte c’è la citosina, dall’altra deve esserci la guanina. Lo stesso vale per adenina e timina. Si possono legare solo così, per via della loro forma. Tra le basi azotate di un filamento e quelle dell’altro ci sono legami intermolecolari deboli (legami a idrogeno o “ponti idrogeno”), I legami che invece legano ogni base azotata al suo filamento sono forti (legami covalenti).
Replicazione Semiconservativa del DNA
Essendo i primi legami deboli, si può immaginare un meccanismo detto di “replicazione semiconservativa” mediante il quale replicare il DNA. Il DNA infatti è costituito, come abbiamo detto, da due metà, due filamenti uniti da legami deboli. Questi due filamenti quindi possono aprirsi e dividersi. Ciascuno di questi due può fare quindi da stampo per replicare l’altra metà. Alla fine di questo progetto si ottengono quindi due molecole uguali a quella iniziale costituite per metà dal vecchio filamento e per metà da quello nuovo che è andato a sostituire la metà complementare (per questo “semiconservativa”).
Il Ruolo delle Proteine nell'Interazione con il DNA
Il DNA però non è autosufficiente, per far avvenire tutto questo servono proteine che inneschino determinate reazioni chimiche. Il DNA quindi non può essere considerato un vivente, perché non è in grado di riprodursi da solo. Esso è il progetto, ma ha bisogno anche di materia prima, energia e macchinario per completare il suo lavoro. È per questo che solo la cellula nel suo insieme può essere considerata un vero e proprio essere vivente.
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Proteine e DNA sono strettamente collegati perché c’è un legame di natura informazionale. Il DNA codifica le proteine. Per assemblare degli oggetti complessi devo sapere in che ordine e come vanno assemblati. Le macchine della cellula sono costruite da proteine, a loro volta fatte da amminoacidi. Ognuna di queste proteine ha una propria sequenza di amminoacidi. Quindi, se per esempio bisogna costruire una proteina, bisogna sapere in quale ordine metterli.
DNA e Alimentazione
Attenzione: quando noi mangiamo le cellule di altri organismi mangiamo automaticamente anche il loro DNA. In questo modo recuperiamo materia prima, cioè le basi azotate di quel DNA che saranno riutilizzate per costruire il nostro.
Differenze Strutturali tra Proteine e Acidi Nucleici
Gli acidi nucleici sono fatti in modo molto diverso dalle proteine. L’unica cosa in comune è che sono dei polimeri. Mentre nelle proteine i monomeri sono di tipo diverso, negli acidi nucleici sono quattro. Ogni nucleotide (monomero) è formato da uno zucchero pentoso, un gruppo fosfato e da un composto eterociclico chiamato base azotata. Come per gli amminoacidi c’è una parte costante (lo zucchero e il fosfato) e una che varia (la base azotata).
Formazione dei Legami tra Nucleotidi
Tra il ribosio e il gruppo fosfato si forma un legame estere tra il Fosforo e il carbonio in posizione 5. Il gruppo fosfato si lega alla base azotata grazie allo zucchero (ribosio) e fa da ponte tra un nucleotide e l’altro. Sono esteri fosforici perché c’è il gruppo fosfato. È comunque sempre un acido che si lega con un gruppo alcolico. I nucleosidi sono nucleotidi senza gruppo fosfato.
La Scoperta del DNA
Watson e Crick (inglese e americano popoli vincitori della guerra nella parte occidentale) hanno solo portato tutte le scoperte sul DNA alla loro conclusione (1952).
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Il codice è di tutti gli esseri viventi. Il DNA è il “progetto”, mentre le proteine sono il “materiale di costruzione”.
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