trascrizione del DNA e costruzione delle proteine

Abbiamo visto come il DNA contenuto in una cellula venga riprodotto fedelmente nelle cellule figlie, attraverso il processo della mitosi, e come il DNA di padre e madre contribuisca in misura eguale al corredo genetico del figlio, nella meiosi e nella fecondazione. Ma quale è la funzione del DNA? Che parte hanno i cromosomi nel dare origine a tutte le caratteristiche biologiche di un nuovo individuo? La funzione svolta dal DNA è di dirigere la sintesi delle proteine, che sono i costituenti fondamentali dei tessuti e dell’intero nostro organismo. Il DNA non svolge questa attività direttamente, ma lo fa attraverso un intermediario, l’RNA o acido ribonucleico. Come dice il nome, anche l’RNA è contenuto nel nucleo della cellula, come il DNA, ma a differenza del DNA non è confinato al nucleo, ma può uscire dal nucleo e migrare nel citoplasma, dove opera la sintesi delle proteine.

Vediamo come avviene questo. Sia il DNA sia l’RNA sono polinucleotidi, cioè molecole complesse (polimeri) formate da una lunga catena di nucleotidi, ciascuno dei quali è formato di una combinazione di tre molecole: una di acido fosforico, che abbiamo chiamato P, una di uno zucchero (D), e una base contenente azoto (B). Ogni base è attaccata a una molecola di zucchero ed è disposta in modo da sporgere dal filamento. Nella doppia elica, ciascuna delle basi si appaia ad una base complementare (che sporge, a sua volta, dal secondo filamento dell’elica), secondo la regola per cui le basi di adenina (A) si accoppiano solo con le basi di timina (T) e viceversa, e le basi di citosina (C) si accoppiano solo con le basi di guanina (G), e viceversa. I due filamenti di DNA si avvolgono a formare una doppia elica. L’RNA consiste di un unico filamento. A parte questo, il DNA e l’RNA hanno struttura identica, con due sole differenze di composizione chimica: nel DNA lo zucchero è il desossiribosio, nell’RNA è il ribosio (il prefisso desossi- indica che lo zucchero del DNA ha perduto un atomo di ossigeno); nell’RNA, inoltre, la timina (T) è sostituita da un’altra base, l’uracile (U).

Nel DNA, come nell’RNA, i nucleotidi sono disposti lungo i filamenti che formano la molecola in un ordine preciso, che viene chiamato sequenza nucleotidica. Un gene viene definito come una sequenza di nucleotidi che consente alla cellula di fabbricare una proteina. Anche le proteine, come gli acidi nucleici, sono composte di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto, combinati in modo da formare molecole estremamente complesse e quanto mai diversificate: basti pensare alla grande differenza fra diversi tessuti del nostro corpo, come la pelle e le ossa, gli occhi, i muscoli, il sangue, tutti costituiti di proteine. Sono anch’esse polimeri, formati da unità semplici dette aminoacidi.

I tessuti del nostro organismo sono formati di proteine; da sinistra: tessuto epiteliale, tessuto muscolare, tessuto adiposo, tessuto nervoso.

Il processo di costruzione delle proteine segue un percorso che è uguale in tutti gli esseri viventi:

come avviene la sintesi delle proteine