Il DNA è la lunga molecola che custodisce le istruzioni per costruire e far funzionare ogni essere vivente, dai batteri agli esseri umani.
Dentro quasi tutte le cellule del nostro corpo si trova un nucleo, una piccola regione che contiene il materiale ereditario. Qui è racchiusa una sostanza chiamata DNA, sigla che significa acido desossiribonucleico, scoperta nella sua forma a doppia elica nel 1953 da Watson e Crick. Il DNA è organizzato in strutture filiformi chiamate cromosomi, che diventano visibili al microscopio solo quando la cellula si prepara a dividersi. Nella nostra specie ogni cellula contiene 46 cromosomi, organizzati in 23 coppie: in ogni coppia un cromosoma proviene dalla madre e uno dal padre. Lungo questi cromosomi si trovano i geni, cioè i tratti di DNA che contengono le istruzioni per produrre una specifica proteina o per determinare una caratteristica osservabile.
La struttura del DNA: una scala a chiocciola
Il DNA ha la forma di una doppia elica, paragonabile a una scala a chiocciola che si avvolge su se stessa in modo regolare e ordinato. I due lunghi montanti laterali della scala sono formati da molecole di zucchero e di fosfato che si alternano, mentre i gradini sono fatti da coppie di sostanze chiamate basi azotate. Le basi azotate sono soltanto quattro e si indicano con le iniziali A, T, C e G, che stanno per adenina, timina, citosina e guanina. Queste basi non si uniscono a caso, ma seguono una regola precisa chiamata complementarietà: A si lega sempre con T, mentre C si lega sempre con G. Per questo motivo, se conosciamo la sequenza di basi di un filamento possiamo ricostruire esattamente quella del filamento opposto, come avviene quando la cellula deve duplicare il proprio DNA prima di dividersi. Per esempio, se un filamento contiene la sequenza A-T-G-C, il filamento complementare avrà obbligatoriamente T-A-C-G.
Geni, caratteri ereditari e variabilità
Un gene è un piccolo segmento di DNA che funziona come una vera e propria ricetta: contiene le istruzioni per costruire una proteina, e le proteine determinano poi caratteristiche come il colore degli occhi, la forma del naso o il gruppo sanguigno. Ogni essere umano possiede circa 20.000 geni e ne riceve due copie per ciascuna caratteristica, una dal padre attraverso lo spermatozoo e una dalla madre attraverso la cellula uovo. Le due copie dello stesso gene si chiamano alleli e possono essere uguali oppure leggermente diversi tra loro, dando origine alle differenze che osserviamo tra le persone. Quando i due alleli sono diversi, spesso uno prevale sull'altro: l'allele che si manifesta visibilmente è detto dominante, mentre quello che resta nascosto è detto recessivo. Talvolta nel DNA avvengono piccoli errori di copiatura, chiamati mutazioni, che possono essere innocui, dannosi oppure, raramente, vantaggiosi e capaci di favorire l'evoluzione di una specie. L'insieme di tutti questi meccanismi spiega perché i figli somigliano ai genitori, ma non sono mai identici a loro né tra fratelli, salvo nel caso dei gemelli monozigoti.
Ricorda
- Il DNA è una molecola a doppia elica contenuta nel nucleo delle cellule e organizzata in cromosomi.
- Le quattro basi azotate A, T, C, G si appaiano in modo complementare: A con T e C con G.
- I geni sono tratti di DNA che contengono le istruzioni per i caratteri ereditari; ogni gene esiste in due copie chiamate alleli, una di origine materna e una paterna.
Esercizio sul quaderno: scrivi sul quaderno la sequenza di basi A-T-T-G-C-A-G-T e accanto disegna o scrivi il filamento complementare, rispettando la regola di appaiamento. Poi spiega con parole tue, in tre righe, perché questa regola è importante quando la cellula deve duplicare il proprio DNA prima di una divisione cellulare.