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Il DNA

Il DNA, acido desossiribo-nucleico, è presente nel nucleo di tutte le cellule e contiene le informazioni genetiche necessarie per il funzionamento della cellula e dell'intero organsimo. 

Per capire cosa si intende per "informazioni genetiche" è forse opportuno un esempio. Sapete tutti cosa sia il Lego, i mattoncini colorati di varie forme e dimensioni con cui si può costruire tutto quello che suggerisce la fantasia. Le confezioni di Lego vendute nei negozi di giocattoli contengono i pezzi necessari per costruire determinati modelli: l'astronave, l'elicottero, il palazzo..., ma contengono sempre un manuale d'istruzione. Seguendo passo passo le istruzioni contenute nel manuale i bambini (e gli adulti che giocano con loro) possono costruire con i mattoncini il Millenium Falco di Jan Solo o l'autopompa dei vigili del fuoco.
Immaginate ora di avere a disposizione una montagna di mattoncini di forme e dimensioni diverse: con gli stessi pezzi potete realizzare un'infinità di modelli diversi, o dando sfogo alla fantasia oppure seguendo le istruzioni per i diversi modelli che si possono scaricare da internet. 

Il DNA è il manuale d'istruzione per costruire una cellula (e un organismo) utilizzando le sostanze chimiche organiche (i mattoncini). Utilizzando le stesse sostanze chimiche organiche di base (i mattoncini), DNA differenti (manuali di istruzione) permettono di costruire tutti gli esseri viventi presenti sul nostro pianeta. 

Le informazioni genetiche (le istruzioni) contenute nel DNA vengono lette e interpretate attraverso la sintesi delle proteine.

Struttura del DNA

Il DNA ha una struttura costituita da due filamenti, avvolti l'uno intorno all'altro a formare una doppia elica. Ogni filamento è un polimero costituito da monomeri (singoli pezzi) chiamati nucleotidi, legati tra loro a formare un lunga e sottile catena.

Tutti i nucleotidi sono costituiti da tre componenti fondamentali: il gruppo fosfato, il desossiribosio (zucchero pentoso) e la base azotata legata al desossiribosio. 

Le basi azotate presenti nei nucleotidi del DNA sono quattro: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) Guanina (G) 

Ogni base presente su un filamento forma un legame con la base corrispondente situata sul filamento opposto. Ma le basi azotate non possono appaiarsi a caso: l'Adenina è sempre opposta alla Timina e la Citosina alla Guanina.

accoppiamento delle basi del DNA ESCAPE='HTML'

Grazie a questa proprietà i due filamenti di DNA sono complementari. Tra le basi opposte sono presenti deboli legami (legami idrogeno: 2 tra A e T, 3 tra C e G). I due filamenti possono essere separati abbastanza facilmente e possono funzionare come uno stampo per ricostruire il filamento opposto. 

La complementarità delle basi azotate del DNA è la proprietà fondamentale che permette alle cellule (e agli organismi) di riprodursi. 

Il DNA è in grado di trasmettersi inalterato da una generazione cellulare alla successiva attraverso il meccanismo di duplicazione.

Struttura del DNA
appaiamento delle basi azotate nel DNA
DNA 3D
Duplicazione del DNA
Compattamento del DNA con gli istoni

La sequenza delle basi lungo i filamenti di DNA costituisce l'informazione genetica, che è organizzata in "geni" che si susseguono a zone con funzioni ancora poco note lungo la doppia elica del DNA. Un gene è un segmento di DNA che contiene le informazioni per produrre una determinata proteina, attraverso il processo della sintesi proteica

Negli eucarioti, durante la duplicazione cellulare, il DNA si compatta all'interno del nucleo in strutture chiamate cromosomi. Nei batteri (privi di nucleo) è presente un'unica molecola di DNA ad anello.

Il DNA si attorciglia intorno a delle proteine basiche dette istoni, che svolgono la funzione di organizzare il DNA, compattandolo in maniera ordinata, in modo tale da consentire alle cellule di conservarlo in un volume ristretto come quello del nucleo. 

Il DNA contenuto nel nucleo di ogni cellula somatica umana (diametro di circa 2 µm) è altamente compattato: se fosse completamente srotolato raggiungerebbe la lunghezza di quasi 2 m.