DNA

Spieghiamo quali sono il DNA, le sue caratteristiche, funzioni e struttura

Illustrazione della struttura a doppia elica del DNA

Cos'è il DNA?

DNA (Acido deossiribonucleico) è la biomolecola che compone il genoma di tutti gli esseri viventi e alcuni tipi di virus. Contiene le informazioni necessarie per l'origine di un organismo e così funzioni.

Gli scienziati usano il termine genoma fare riferimento all'insieme completo di tutte le molecole di DNA che si trovano nelle cellule di qualsiasi essere vivente: nel nucleo cellulare eucariotico (e una piccola quantità in mitocondri e cloroplasti) e nella regione nucleoide del citosol.

Il DNA è concepito come l'insieme di progetti O Istruzioni genetico di ogni organismo vivente, poiché le informazioni contenute nel geni (Segmenti di genoma definiti) fornisce basi molecolari per produzione di proteine, che sono i principali blocchi strutturali delle cellule.

Le proteine ​​non solo formano enzimi in grado di catalizzare reazioni chimiche cellulari, ma sono anche le principali entità che consentono a una cellula di regolare l'attività dei loro geni, muoversi, comunicare con l'ambiente circostante, rispondere ad esso, moltiplicare e soddisfare il tuo ciclo di vita.

Ogni specie ha un genoma unico che lo definisce, che viene fedelmente trasmesso da una generazione all'altra e questo è vero per gli organismi unicellulari e per gli organismi multicellulari.

Da prima della sua scoperta formale nel 1869 da parte dello svizzero Friedrich Miescher, il DNA è stato ampiamente studiato ed è la base di gran parte della ricerca di molte delle discipline scientifiche che hanno a che fare con gli esseri viventi.

Caratteristiche del DNA

- Il DNA si trova nelle cellule, principalmente nel nucleo (DNA nucleare), e una quantità inferiore nei mitocondri (DNA mitocondriale).

- È una macromolecola essenzialmente formata da carbonio, idrogeno, ossigeno, fosforo e azoto.

- È costituito da una doppia catena di unità chimiche chiamate basi di azoto che sono associati tra loro (adenina, timin, guanina e citosina) e che sono "armati" in uno scaffold o scheletro formato da zuccheri (desossiribosio) e gruppi di fosfato.

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- Forma il genoma di tutti gli esseri viventi sulla terra (e alcuni virus).

- Nelle cellule eucariotiche, il DNA è costituito da molecole lineari associate a proteine ​​(istoni) che contribuiscono alla loro compattazione per formare il Cromatina, La "sostanza" che forma i cromosomi contenuti nel nucleo.

- Nelle cellule procariotiche è costituita da (1) una molecola circolare che si trova nella regione nucleoide del citosol, anche nell'interazione con alcune proteine ​​e (2) alcune molecole "extracromosomiche" note come plasmidi.

- L'ordine delle basi di azoto che compongono il DNA che forma ogni gene determina la sequenza peptidica della proteina per la quale codifica e questo "codice" viene "lettura e decifrato" durante i processi di trascrizione e trascrizione.

- È la principale molecola cellulare cellulare, poiché le informazioni che trasportiamo possono essere trasmesse fedelmente da una generazione all'altra, ciò che accade in ogni specie sulla biosfera e questo è essenziale per il mantenimento della sua identità.

Funzioni del DNA

L'acido desoxyribonucleico esercita funzioni cruciali per tutti gli organismi che conosciamo e alcune di queste funzioni sono state dedotte prima della sua struttura e le sue caratteristiche fisico -chimiche sono state completamente comprese.

Questa macromolecola funziona principalmente come:

• Materiale ereditario: Tutte le cellule in un organismo (unicellulare o multicellulare) hanno essenzialmente lo stesso insieme di geni (lo stesso genoma), il che è possibile solo grazie alla fedele trasmissione del DNA di una generazione al successivo attraverso il loro replica.
• Codifica e archivia le informazioni: Il DNA contiene tutte le informazioni necessarie in modo che cellule e organismi siano ciò che sono ed esercitano le loro funzioni particolari. Tali informazioni contengono il codice che, a Leggere, È "decifrato" nelle proteine ​​che compongono le cellule, senza le quali la vita non sarebbe possibile.
• Ammette i cambiamenti: Sebbene costante, le informazioni ereditarie contenute nel DNA possono cambiare in determinate occasioni il prodotto delle mutazioni, che non solo dà un po 'di plasticità agli esseri viventi, ma rendono possibile lo sviluppo di nuove specie (è il materiale su cui "selezione naturale Atti).

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Struttura del DNA

DNA in una cellula eucariotica

Il DNA (acido 2'-DEXXI-5'-lribonucleico) è una macromolecola formata da diverse unità chimiche che si ripetono in ordini diversi, cioè è un biopolimero ed è formata da due catene di monomeri uniti in modo lineare, che chiamiamo lineare nucleotidi.

Doppia elica

La sua struttura principale è costituita da una doppia elica, che è formata da due fili nucleotidici complementari che sono collegati tra loro lineari e trasversalmente da diversi tipi di legami chimici.

Le basi di azoto complementari sono ordinate in modo tale che la doppia elica ricorda una scala della lumaca.

La struttura del DNA è stata chiarita negli anni '50, grazie alle opere di grandi ricercatori, tra cui J. Watson, f. Crick e R. Franklin.

Monomeri

I nucleotidi - che sono i monomeri del polimero del DNA - sono composti da tre molecole chimiche:

• Uno zucchero.
• Un gruppo fosfato.
• Una base di azoto.

Lo zucchero è lo stesso per tutti i monomeri: desossiribosio. Desoxyribose è uno zucchero a cinque carbonio la cui struttura ciclica contiene 4 atomi di carbonio e un atomo di ossigeno, con un gruppo idrossile (-OH) attaccato al terzo carbonio dell'anello e un atomo di carbonio attaccato alla stanza.

Il gruppo fosfato è anche comune per tutti i nucleotidi ed è composto da quattro atomi di ossigeno uniti a un atomo di fosforo.

Le basi di azoto sono 4: adenina (A), Timina (T), guanina (G) e citosina (C). Queste molecole si legano al fosfato di zucchero desossiriby per formare un nucleotide.

Sono conosciuti come "basi azotate" perché hanno più di un atomo di azoto nella loro struttura e sono molecole relativamente complesse.

Connessione 5'-3 '

Un nucleotide si unisce a un altro linearmente grazie a un tipo di legame covalente noto come Phosphodiéster Link, che collega l'atomo di carbonio da 5 'di un nucleotide con l'atomo di carbonio da 3' del successivo.

La numerazione 5 'e 3' si riferisce agli atomi di carbonio appartenenti allo zucchero di ciascun nucleotide poiché, per convenzione, i carboni del desossiribosio sono elencati nella direzione degli aghi dell'oro il diritto dell'atomo di ossigeno sul ring e quello 5 'quello che si distingue dalla struttura.

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Complementarità di base

Come abbiamo già detto, il DNA ha una struttura a doppia elica, formata da due catene nucleotidiche complementari tra loro.

Mentre la sequenza nucleotidica lineare è mediata da legami covalenti di tipo Link fosfodister, Le basi complementari che si uniscono alle catene che affrontano sono supportate da collegamenti non covalenti chiamati Legami di idrogeno.

La complementarità delle basi del DNA è tale che a adenina Sempre "cavalla" con a Timina e uno Guanina Lo fa sempre con un Citosina. Le basi di adenina e Guanina appartengono al gruppo di purin, nel frattempo la timin e la citosina appartengono al gruppo di pirimidina.

Importanza del DNA

Poiché il DNA contiene le informazioni necessarie per produrre le proteine ​​che compongono le cellule, questa macromolecola è essenziale per la vita e la sua continuità.

Il DNA dipende dalla crescita, dal metabolismo, dalla riproduzione e dalla salute di tutti gli esseri viventi. Questa importanza diventa ancora più evidente, ad esempio, quando il DNA subisce danni o mutazioni, che generalmente hanno gravi conseguenze per la nostra salute (parlando nel contesto umano).

Sebbene non tutte le informazioni contenute nel DNA funzionino nella produzione di proteine, sono così importanti le sequenze encoder Come quelli che non lo sono. Alcuni autori fanno un'analogia interessante con il testo scritto:

I geni che codificano le proteine ​​sono le parole di un testo e i geni o i segmenti del DNA che non sono "letti" poiché le proteine ​​forniscono gli spazi e i segni di punteggiatura che rendono possibile le informazioni del testo "leggibile".

D'altra parte, il DNA è essenziale per la manutenzione delle specie, poiché la sua perpetuità dipende dal fatto che le informazioni contenute in questa macromolecola vengono fatte fedelmente verso le generazioni seguenti, contenente la minima quantità di cambiamenti.