Il DNA contiene tutte le informazioni sui caratteri di un organismo: il colore della pelle, dei capelli, degli occhi, la forma del naso, del volto, del
corpo ma anche le varie funzioni delle cellule. Oggi si sa che i caratteri degli organismi sono determinati da proteine, le molecole organiche costituenti
fondamentali delle cellule. Sono proteine anche gli enzimi, indispensabili per le reazioni chimiche che permettono il funzionamento del corpo. Le cellule
producono le specifiche proteine dei vari caratteri usando le informazioni scritte nel DNA.
Qual è la relazione che lega il DNA alle proteine?
Osserva lo schema che segue. Le proteine sono costituite da lunghe catene di molecole più semplici, gli amminoacidi . In natura esistono 20 amminoacidi
che, legandosi tra loro in sequenza e numero variabili, costruiscono tutte le possibili proteine. Il DNA controlla questo processo di costruzione, detto
sintesi delle proteine, che avviene nel citoplasma delle cellule e precisamente nei ribosomi. Le informazioni portate dal DNA servono per determinare il
tipo e la sequenza di amminoacidi di ogni proteina. Le informazioni sono date dai quattro diversi nucleotidi di cui il DNA è costituito: i nucleotidi,
con le quattro diverse basi azotate, sono come le lettere di un codice per identificare un certo amminoacido. Una proteina intera è “codificata” da una
sequenza più o meno lunga di nucleotidi; tale sequenza di DNA è detta gene. Ogni gene è dunque incaricato di determinare una precisa proteina che andrà
a sua volta a determinare uno specifico carattere dell’organismo. I geni, essendo “parti” di DNA, sono localizzati nei cromosomi.
Come fanno le quattro basi azotate a codificare i 20 amminoacidi?
Le quattro basi dei nucleotidi, adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G), non sono sufficienti per codificare 20 amminoacidi con la
corrispondenza 1 nucleotide = 1 amminoacido. Nemmeno la combinazione di due basi è sufficiente, infatti si ottengono solo 16 gruppi (42) e 16 è minore
di 20. Se si combinano tre basi (tripletta) si ottengono 64 gruppi (43): perciò a ogni amminoacido corrisponde più di una tripletta e alcune triplette
indicano l’inizio e la fine della proteina. L’insieme di queste 64 istruzioni costituisce il codice genetico, cioè l’insieme delle regole secondo cui si
trasmettono le informazioni per costruire le diverse proteine. Il codice genetico è universale, cioè una certa tripletta codifica lo stesso amminoacido
in tutti i viventi.
Come fa il DNA, rinchiuso nel nucleo, a controllare la sintesi delle proteine che avviene nel citoplasma?
Poiché il DNA non può uscire dal nucleo, deve “trascrivere” le istruzioni per la formazione di ogni proteina su un’altra sostanza capace di passare
attraverso i pori della membrana nucleare: l’RNA messaggero. Nel nucleo della cellula, prima di una sintesi proteica, si forma, su stampo del DNA, una
molecola di RNA, o acido ribonucleico. Esso è identico al DNA, tranne per il fatto di essere costituito da una sola catena di nucleotidi in cui lo
zucchero è il ribosio e la base timina (T) è sostituita da un’altra base, l’uracile (U) ( a ). L’RNA, detto messaggero (mRNA), esce dai pori della
membrana nucleare e si dirige nel citoplasma, verso i ribosomi ( b ). Qui giungono anche gli amminoacidi, ognuno trasportato da una molecola
particolare, l’RNA trasportatore (tRNA), caratterizzato da una particolare tripletta di nucleotidi ( c ). I tRNA con i loro amminoacidi si attaccano
alla catena di mRNA seguendo un ordine ben preciso dato dalle basi azotate, adenina con uracile e citosina con guanina: l’mRNA viene “tradotto” in una
sequenza di amminoacidi ( d ). I vari amminoacidi allineati si legano tra loro e si staccano dagli tRNA, che restano disponibili nel citoplasma. A
questo punto la proteina risulta formata ( e ).
