Il DNA (o acido desossiribonucleico) è un acido nucleico che contiene l’ informazione genetica e da cui si ricavano RNA e proteine. E' un polimero organico formato da nucleotidi. Ogni nucleotide è formato da uno zucchero pentoso (il desossiribosio), un gruppo fosfato e una base azotata (adenina, timina, guanina, citosina).
Negli eucarioti, il DNA si trova sotto forma di cromosomi, complessato a proteine come gli istoni, le coesine e le condensine.
In questa mappa concettuale sul DNA vediamo i concetti chiave riguardanti:
Due filamenti di DNA si associano a formare una doppia elica. Lo scheletro laterale è formato dall’ alternanza di zucchero e gruppi fosfato dei vari nucleotidi. I legami presenti nel DNA sono:
Le basi azotate hanno struttura eterociclica e si dividono in:
I due filamenti complementari si avvitano determinando una spirale destrorsa.
Gli appaiamenti complementari consistono nella formazione di legami idrogeno tra basi puriniche e pirimidiniche:
Questi legami possono essere rotti per azione termica, meccanica o enzimatica.
La temperatura di melting (Tm) è la quella necessaria a rompere tutti i ponti idrogeno ed è indice della stabilità dei filamenti. La stabilità dei filamenti è direttamente proporzionale al numero di GC e alla lunghezza del filamento, che si può misurare in paia di basi.
L’ informazione genetica è contenuta nei geni, che sono sequenze nucleotidiche che hanno un’ influenza sul fenotipo dell’organismo. La trascrizione è il processo con cui si ricava un RNA complementare a partire dal filamento di DNA. Dall’mRNA tramite il codice genetico avviene la sintesi proteica.
Ogni gene presenta una open reading frame, che viene trascritta e una regione regolatoria, composta da promotore ed enhancers. Il genoma è composto per:
La trascrizione avviene ad opera della RNA polimerasi e permette di ottenere un filamento di RNA complementare ad un filamento di DNA. L’RNA ottenuto può:
La traduzione avviene nei ribosomi, che leggono i codoni dell’ mRNA e interagiscono con i tRNA legati agli amminoacidi corrispondenti, inserendoli e formando la proteina. La giusta corrispondenza è stabilita dal codice genetico.
Il codice genetico è:
I codoni UAA, UGA e UAG sono i codoni di stop e determinano la fine della proteina.
È un processo effettuato prima di ogni divisione cellulare, in modo che ogni cellula figlia possieda lo stesso genoma della cellula madre. All’inizio del processo si forma la forca replicativa, grazie all’apertura della doppia elica ad opera di:
La DNA polimerasi:
genera da ogni filamento stampo un filamento complementare, in modo che al termine si abbiano due doppie eliche, ciascuna composta da un filamento neoformato e uno parenterale (processo semiconservativo).