Biologia Molecolare

Biologia Molecolare

Vedi anche Cellula, Genoma Umano, Biologia Molecolare

DALLA MATERIA INANIMATA ALLA VITA

Esistono numerose teorie sullo sviluppo della vita sulla terra; nessuna delle quali può considerarsi definitiva; una delle più accreditate è la seguente:

UNA MOLECOLA ALLA BASE DI TUTTO: IL DNA

L’esperimento di Miller aveva dimostrato che, se le condizioni fisico-chimiche della Terra primitiva fossero state del tipo di quelle da lui ipotizzate, avrebbero potuto formarsi su di essa alcune sostanze organiche fondamentali della materia vivente.

Le proteine non sono ancora sostanza vivente perché mancano della capacità di riprodursi e di trasmettere quindi i propri caratteri a successive generazioni di proteine.

Si è però scoperta una molecola capace di duplicarsi: anche se non si può ancora parlare di riproduzione, è di grande interesse il fatto che una struttura chimica, in un ambiente adatto, possa trasmettere le proprie caratteristiche ad altre strutture uguali derivate da essa.

Questa molecola è quella dell’acido desossiribonucleico (o, più brevemente, DNA)
che si trova nei cromosomi dei nuclei di tutte le cellule.

Per la precisione, la molecola del DNA è contenuta nei geni allineati sui cromosomi come le perle di una collana. Ogni gene è un piccolo segmento di cromosoma e funziona come un archivio; contiene le informazioni necessarie alla cellula per poter costruire una data proteina, la quale determina, o concorre a determinare, un certo carattere.

Cosi le cellule dei piselli di Mendel avevano nei loro cromosomi le informazioni per sintetizzare una proteina, che poteva essere un pigmento, che conferiva ai fiori il colore rosso. Se queste informazioni non c’erano, perché non erano state ereditate dai genitori, ecco che le cellule non erano in grado di produrre il pigmento rosso, e i fiori apparivano bianchi.

È dunque il gene composto da acido desossiribonucleico (DNA) e sono le molecole di DNA che regolano e dirigono la sintesi e la produzione delle proteine, cioè delle strutture che permettono le varie funzioni vitali. Naturalmente esiste un grandissimo numero di molecole diverse di DNA, corrispondenti alle differenze fra i viventi, ognuna delle quali serve ad un particolare «progetto» e solo a quello.

Ma come è fatto il DNA?

Il DNA è formato da due lunghissime catene parallele collegate tra loro da ponti, come i montanti di una scala sono collegati tra loro dai pioli.
Le due catene del DNA sono avvolte reciprocamente ad elica.
Ogni catena di DNA, a sua volta, è formata dall’unione di sei molecole. differenti: una molecola di
acido fosforico (P), una molecola di uno zucchero (Z = desossiribosio), e quattro molecole costituite da quattro basi che sono I’adenina A, la guanina G, la timina T, la citosina C.
I due montanti della scala sono costituiti dall’unione delle molecole di zucchero Z con quelle di acido fosforico P che si combinano tra loro formando legami chimici assai robusti secondo la sequenza

P - Z - P - Z - P - Z...

LA DUPLICAZIONE

Se i cromosomi sono i responsabili dell’ereditarietà, il loro primo compito è quello di riprodurre se stessi, di sdoppiarsi.

Il DNA funziona dunque da stampo per il montaggio di una doppia elica identica a quella di partenza, assicurando la conservazione dei caratteri tra una cellula e l’altra.

IL CODICE GENETICO

Tutti gli organismi originano da un’unica cellula, lo zigote, che formerà l’individuo adulto della specie cui appartiene (una mosca, un elefante, un uomo) secondo i cromosomi in essa presenti.

Ma come fanno i cromosomi a dirigere tale processo?

Le cellule che formano organismi differenti, o le cellule che formano differenti parti di un organismo, si distinguono l’una dall’altra per il tipo di proteine che contengono. Quindi le caratteristiche di una cellula sono determinate dal tipo di proteine che essa contiene.

Il DNA che regola la crescita e o sviluppo degli organismi ha perciò un compito fondamentale: fare in modo che dentro ogni cellula si formino le proteine adatte al compito che quella cellula è destinata a svolgere.

L’RNA presenta le stesse caratteristiche del DNA sul quale si è formato ed è capace di uscire dal nucleo.
L’RNA è una «copia carbone» del DNA, porta perciò tutte le istruzioni che ha ricevuto dal DNA che l’ha generato. Il processo di formazione dell’RNA su modello del DNA si chiama
trascrizione.

Il processo che porta alla formazione di una proteina in base al codice genetico si chiama traduzione. Ogni proteina dunque, per poter essere prodotta dalla cellula, richiede un particolare RNA che deve portare in sé un messaggio preciso, datogli in dote dal corrispondente DNA del nucleo. Sia la sintesi delle proteine sia la trasmissione dei caratteri ereditari sono dunque da attribuire a un’unica centrale operativa, la molecola di DNA. La natura, in fin dei conti, ha creato un mondo estremamente complesso e differenziato attraverso meccanismi piuttosto semplici e comuni a tutti gli esseri viventi.


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