Perché il DNA è così importante? In parole povere, il DNA contiene le istruzioni necessarie per la vita.
Il codice nel nostro DNA fornisce indicazioni su come produrre proteine che sono vitali per la nostra crescita, sviluppo e salute generale.
A proposito del DNA
Il DNA sta per acido desossiribonucleico. È composto da unità di blocchi biologici chiamati nucleotidi.
Il DNA è una molecola di vitale importanza non solo per l'uomo, ma anche per la maggior parte degli altri organismi. Il DNA contiene il nostro materiale ereditario e i nostri geni: è ciò che ci rende unici.
Ma cosa fa realmente il DNA? Continua a leggere per scoprire di più sulla struttura del DNA, cosa fa e perché è così importante.
DNA in salute, malattie e invecchiamento
Il tuo genoma espansivo
L'insieme completo del tuo DNA si chiama genoma. Contiene 3 miliardi di basi, 20.000 geni e 23 coppie di cromosomi!
Erediti metà del tuo DNA da tuo padre e metà da tua madre. Questo DNA proviene rispettivamente dallo sperma e dall'uovo.
I geni in realtà costituiscono pochissimo del tuo genoma - solo l'1 percento. L'altro 99 percento aiuta a regolare cose come quando, come e in quale quantità vengono prodotte le proteine.
Gli scienziati stanno ancora imparando sempre di più su questo DNA "non codificante".
Danno e mutazioni del DNA
Il codice DNA è soggetto a danni. In effetti, si stima che decine di migliaia di eventi di danno al DNA si verifichino ogni giorno in ciascuna delle nostre cellule. Possono verificarsi danni a causa di errori nella replicazione del DNA, radicali liberi ed esposizione ai raggi UV.
Ma non temere mai! Le tue cellule hanno proteine specializzate che sono in grado di rilevare e riparare molti casi di danni al DNA. In effetti, ci sono almeno cinque principali percorsi di riparazione del DNA.
Le mutazioni sono cambiamenti nella sequenza del DNA. A volte possono essere cattivi. Questo perché un cambiamento nel codice del DNA può avere un impatto a valle sul modo in cui viene prodotta una proteina.
Se la proteina non funziona correttamente, può derivarne una malattia. Alcuni esempi di malattie che si verificano a causa di mutazioni in un singolo gene includono la fibrosi cistica e l'anemia falciforme.
Le mutazioni possono anche portare allo sviluppo del cancro. Ad esempio, se i geni che codificano per le proteine coinvolte nella crescita cellulare sono mutati, le cellule possono crescere e dividersi senza controllo. Alcune mutazioni cancerogene possono essere ereditate mentre altre possono essere acquisite attraverso l'esposizione a sostanze cancerogene come radiazioni UV, sostanze chimiche o fumo di sigaretta.
Ma non tutte le mutazioni sono cattive. Li stiamo acquisendo tutto il tempo. Alcuni sono innocui mentre altri contribuiscono alla nostra diversità come specie.
I cambiamenti che si verificano in più dell'1 percento della popolazione sono chiamati polimorfismi. Esempi di alcuni polimorfismi sono il colore dei capelli e degli occhi.
DNA e invecchiamento
Si ritiene che i danni al DNA non riparati possano accumularsi con l'età, contribuendo a guidare il processo di invecchiamento. Quali fattori possono influenzarlo?
Qualcosa che può svolgere un ruolo importante nel danno al DNA associato all'invecchiamento è il danno dovuto ai radicali liberi. Tuttavia, questo meccanismo di danno potrebbe non essere sufficiente per spiegare il processo di invecchiamento. Diversi fattori possono anche essere coinvolti.
Una teoria sul perché il danno al DNA si accumula con l'avanzare dell'età si basa sull'evoluzione. Si pensa che il danno al DNA sia riparato più fedelmente quando siamo in età riproduttiva e abbiamo figli. Dopo aver superato i nostri massimi anni riproduttivi, il processo di riparazione diminuisce naturalmente.
Un'altra parte del DNA che può essere coinvolta nell'invecchiamento sono i telomeri. I telomeri sono tratti di sequenze ripetitive di DNA che si trovano alle estremità dei cromosomi. Aiutano a proteggere il DNA dai danni, ma accorciano anche con ogni ciclo di replicazione del DNA.
L'accorciamento dei telomeri è stato associato al processo di invecchiamento. È stato anche scoperto che alcuni fattori dello stile di vita come l'obesità, l'esposizione al fumo di sigaretta e lo stress psicologico possono contribuire all'accorciamento dei telomeri.
Forse fare scelte di vita sane come mantenere un peso sano, gestire lo stress e non fumare può rallentare l'accorciamento dei telomeri? Questa domanda continua a essere di grande interesse per i ricercatori.
Di cosa è fatto il DNA?
La molecola di DNA è formata da nucleotidi. Ogni nucleotide contiene tre diversi componenti: uno zucchero, un gruppo fosfato e una base di azoto.
Lo zucchero nel DNA è chiamato 2'-desossiribosio. Queste molecole di zucchero si alternano con i gruppi fosfato, costituendo la "spina dorsale" del filamento di DNA.
Ogni zucchero in un nucleotide ha una base di azoto attaccata ad esso. Esistono quattro diversi tipi di basi di azoto nel DNA. Loro includono:
- adenina (A)
- citosina (C)
- guanina (G)
- timina (T)
Che aspetto ha il DNA?
I due filamenti di DNA formano una struttura tridimensionale chiamata doppia elica. Quando illustrato, sembra un po 'come una scala che è stata attorcigliata in una spirale in cui le coppie di basi sono i pioli e le ossa posteriori del fosfato di zucchero sono le gambe.
Inoltre, vale la pena notare che il DNA nel nucleo delle cellule eucariotiche è lineare, il che significa che le estremità di ciascun filo sono libere. In una cellula procariotica, il DNA forma una struttura circolare.
Cosa fa il DNA?
Il DNA aiuta il tuo corpo a crescere
Il DNA contiene le istruzioni necessarie affinché un organismo - tu, un uccello o una pianta - per crescere, svilupparsi e riprodursi. Queste istruzioni sono memorizzate all'interno della sequenza di coppie di basi nucleotidiche.
Le tue cellule leggono questo codice tre basi alla volta per generare proteine essenziali per la crescita e la sopravvivenza. La sequenza del DNA che contiene le informazioni per produrre una proteina è chiamata gene.
Ogni gruppo di tre basi corrisponde a specifici aminoacidi, che sono i mattoni delle proteine. Ad esempio, le coppie di basi TGG specificano l'amminoacido triptofano mentre le coppie di basi GGC specificano l'amminoacido glicina.
Alcune combinazioni, come TAA, TAG e TGA, indicano anche la fine di una sequenza proteica. Questo dice alla cellula di non aggiungere altri aminoacidi alla proteina.
Le proteine sono costituite da diverse combinazioni di aminoacidi. Se posizionate insieme nell'ordine corretto, ogni proteina ha una struttura e una funzione uniche all'interno del tuo corpo.
Come si ottiene dal codice DNA a una proteina?
Finora, abbiamo imparato che il DNA contiene un codice che fornisce alle cellule informazioni su come produrre proteine. Ma cosa succede nel mezzo? In poche parole, ciò avviene tramite un processo in due passaggi:
Innanzitutto, i due filamenti di DNA si sono separati. Quindi, proteine speciali all'interno del nucleo leggono le coppie di basi su un filamento di DNA per creare una molecola di messaggero intermedia.
Questo processo si chiama trascrizione e la molecola creata si chiama messenger RNA (mRNA). L'mRNA è un altro tipo di acido nucleico e fa esattamente ciò che implica il suo nome. Viaggia fuori dal nucleo, fungendo da messaggio per il meccanismo cellulare che costruisce le proteine.
Nel secondo passaggio, componenti specializzati della cellula leggono il messaggio dell'mRNA tre coppie di basi alla volta e lavorano per assemblare una proteina, un amminoacido con un amminoacido. Questo processo si chiama traduzione.
Dove si trova il DNA?
La risposta a questa domanda può dipendere dal tipo di organismo di cui stai parlando. Esistono due tipi di cellule: eucariotica e procariotica.
Per le persone, c'è DNA in ciascuna delle nostre cellule.
Cellule eucariotiche
Gli esseri umani e molti altri organismi hanno cellule eucariotiche. Ciò significa che le loro cellule hanno un nucleo legato alla membrana e diverse altre strutture legate alla membrana chiamate organelli.
In una cellula eucariotica, il DNA è all'interno del nucleo. Una piccola quantità di DNA si trova anche negli organelli chiamati mitocondri, che sono i motori della cellula.
Poiché c'è una quantità limitata di spazio all'interno del nucleo, il DNA deve essere strettamente impacchettato. Esistono diverse fasi di confezionamento, tuttavia i prodotti finali sono le strutture che chiamiamo cromosomi.
Cellule procariotiche
Organismi come i batteri sono cellule procariotiche. Queste cellule non hanno un nucleo o organelli. Nelle cellule procariotiche, il DNA si trova strettamente arrotolato nel mezzo della cellula.
Cosa succede quando le tue cellule si dividono?
Le cellule del tuo corpo si dividono come parte normale della crescita e dello sviluppo. Quando ciò accade, ogni nuova cellula deve avere una copia completa del DNA.
Per raggiungere questo obiettivo, il tuo DNA deve subire un processo chiamato replicazione. Quando ciò accade, i due filamenti di DNA si dividono. Quindi, le proteine cellulari specializzate usano ogni filamento come modello per creare un nuovo filamento di DNA.
Una volta completata la replica, ci sono due molecole di DNA a doppio filamento. Un set andrà in ogni nuova cella una volta completata la divisione.
Porta via
Il DNA è fondamentale per la nostra crescita, riproduzione e salute. Contiene le istruzioni necessarie affinché le cellule producano proteine che influenzano molti processi e funzioni diverse nel corpo.
Poiché il DNA è così importante, a volte danni o mutazioni possono contribuire allo sviluppo della malattia. Tuttavia, è anche importante ricordare che le mutazioni possono essere benefiche e contribuire anche alla nostra diversità.
