L’abc della genetica

La genetica, nel settore sportivo citata soprattutto quando si parla di crescita muscolare, è quel “ramo delle biologia che si occupa del materiale ereditario, cioè della sua struttura, del suo modo di funzionare, delle modalità della sua trasmissione, sia da una cellula alle sue discendenti (se si tratta di cellule dello stesso organismo si parla di g. somatica) sia da una generazione all’altra di organismi pluricellulari, e della sua storia evolutiva” (Vocabolario Treccani).

DNA

Acidi nucleici, DNA e RNA

Gli acidi nucleici sono polimeri specializzati per custodire, trasmettere ed utilizzare l’informazione genetica. Esistono due tipi di acidi nucleici:

Nel 1953, Watson e Crick proposero un modello che rappresenta un pietra miliare

della biologia. La struttura da loro ipotizzata era costituita da due filamenti di DNA, orientati in direzione opposta (antiparalleli) e arrotolati a spirale (doppia elica), con 10 nucleotidi per ogni giro completo dell’elica [1,2,3].

L’acido desossiribonucleico (DNA) rappresenta il materiale genetico di tutti gli organismi e di alcuni virus. Contiene l’informazione genetica ed è in grado di determinare la sequenza con la quale si succedono gli aminoacidi nelle proteine. Il DNA contiene inoltre l’informazione necessaria per la sintesi del secondo acido nucleico, l’RNA, responsabile della sintesi delle proteine.

Il confronto delle sequenze delle basi del DNA di specie viventi diverse fornisce informazioni sulle relazioni evolutive tra queste.

In ciascun filamento di DNA i nucleotidi sono tenuti insieme da legami covalenti tra fosfati e glicidi. I due filamenti antiparalleli di DNA invece sono uniti da legami ad idrogeno tra basi complementari (adenina-timina e citosina-guanina).

Sia il DNA che l’RNA possono contenere solamente quattro tipi di nucleotidi. I nucleotidi del DNA sono però differenti da quelli dell’RNA principalmente per due ragioni…

  1. nel DNA lo zucchero pentoso è il desossiribosio, mentre nell’RNA è presente il ribosio, il quale possiede un atomo di ossigeno in più;
  2. nel DNA compaiono le quattro basi azotate (adenina, citosina, guanina e timina). Invece, nell’RNA al posto della base timina (T) c’è l’uracile (U).
I nucleotidi del DNA (sotto sono riportate le sigle dei rispettivi aminoacidi: alanina, arginina, acido aspartico, asparagina, cisteina…)
Duplicazione del DNA

Il mantenimento delle specie animali è garantito grazie alla capacità del DNA di duplicarsi, ciò di creare una copia esatta di sé stesso, tramandando così le informazioni genetiche ai discendenti.

DNA_replication.png

Per potersi duplicare la doppia elica di DNA deve prima “aprirsi”, quasi come fosse una cerniera, in modo che ciascuno dei due filamenti funga da stampo per la sintesi di due nuove catene di nucleotidi complementari a quelle già presenti (figura a sinistra). I legami a idrogeno, posizionati fra le basi azotate, permettono una facile “rottura” con conseguente apertura della struttura a doppia elica. Allo stesso tempo, l’appaiamento delle basi azotate garantisce l’esatta copiatura della molecola originaria.

Un enzima chiamato DNA polimerasi, tramite reazioni di condensazione, provvede ad unire fra loro i nucleotidi dei nuovi filamenti.

Il processo di duplicazione, nei mammiferi, ha una velocità di circa 100 nuovi nucleotidi al secondo. Quando la duplicazione è terminata, come risultato finale si ottengono due molecole di DNA, ognuna di esse è formata da due filamenti: uno originario (vecchio) ed uno di nuova sintesi. E’ anche per questo motivo che la duplicazione del DNA è spesso definita semiconservativa.

Tutto quello che è stato spiegato fino ad adesso, benché non sia particolarmente dilettevole, rappresenta l’abc della natura umana e della sopravvivenza della nostra specie (come degli altri mammiferi).

Leggi anche: Genetica e predisposizione agli infortuni

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Referenze

Caprio E. – Biologia animale (Dispense Universitarie SUISM)

David Sadava et al. – Biologia.blu (2011)

[1] Watson J. D. and Crick F. H. – The structure of DNA (1953)

[2] Watson J. D. and Crick F. H. – Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid (1953)

[3] Watson J. D. and Crick F. H. – Genetical implications of the structure of deoxyribonucleic acid (1953)

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