Grazie al meccanismo appena descritto, complesso ma estremamente preciso, le caratteristiche di un essere vivente si trasferiscono alla sua discendenza e un organismo vivente costruisce se stesso a partire da una sola cellula, che ha ricevuto, nella riproduzione sessuata, l’informazione genetica presente nelle cellule di entrambi i genitori.

Le regole che presiedono alla traduzione dell’informazione contenuta nel DNA nella serie di aminoacidi che costituiscono una proteina prendono il nome di codice genetico. Ci sono quattro nucleotidi nel DNA e venti aminoacidi nelle proteine. Ad ogni serie di tre nucleotidi corrisponde un solo aminoacido: si dice che una tripletta di nucleotidi codifica per un aminoacido. Naturalmente, con quattro nucleotidi a disposizione si possono ottenere 4 X 4 X 4 = 64 triplette.

Questo sta a dire che il codice genetico è ridondante, perché più di una tripletta codifica per uno stesso aminoacido (si tratta, come è naturale, degli aminoacidi più comuni; l’aminoacido più raro, il triptofano, è trasferito da una tripletta sola). Al tempo stesso, il codice genetico non è ambiguo, perché ciascuna tripletta codifica per un solo aminoacido, ed è universalmente valido, perché ogni tripletta codifica per lo stesso aminoacido in ogni essere vivente (con pochissime eccezioni). Tre triplette di queste non codificano per una proteina, ma danno un segnale di "stop", segnalano cioè che la costruzione della proteina è terminata. Il codice genetico può essere a buon diritto definito "il codice della vita", perché contiene tutte le istruzioni biochimiche necessarie a un organismo per crescere e riprodursi.

il codice genetico

Abbiamo definito un gene come una sequenza di nucleotidi che consente alla cellula di fabbricare una proteina. Nel DNA di una cellula germinale (un gamete) è racchiuso l’intero patrimonio genetico di un individuo, composto di due filamenti complementari di DNA. Nella specie umana ciascuno di questi è costituito di circa tre miliardi di nucleotidi (3.140.000.000), organizzati in 23 cromosomi. Abbiamo visto che occorrono due cellule germinali per fare uno zigote che darà origine a un nuovo individuo, per cui in ciascuna delle nostre cellule si trovano due doppie spirali di DNA, una di origine materna e una di origine paterna, per un totale complessivo di circa 12 miliardi di nucleotidi. Parlando di un genoma umano ci riferiamo però ai 3,14 miliardi di nucleotidi di un unico filamento, perché il filamento a cui questo si accoppia è complementare al primo e anche il doppio filamento contribuito dall’altro genitore è in qualche modo ripetitivo. Il DNA materno e quello paterno sono simili, ma naturalmente non identici tra loro.

Vi sono specie che hanno più DNA di noi (come alcuni anfibi), ma questo non li rende più complessi. La ragione è che non tutto il DNA di cui dispone un organismo viene utilizzato dalle sue cellule. Una larga parte è considerata "DNA spazzatura" (junk DNA in inglese), perché non ha apparentemente una funzione specifica. Si pensa che si tratti principalmente di DNA che è divenuto inutile ed è stato, per così dire, "disattivato", ma che ha continuato ad accumularsi nel corso dell’evoluzione; oppure che è riuscito ad accrescersi, come un virus, dentro le cellule che formano i gameti, ma non vi sono meccanismi per eliminarlo (DNA "egoista"). È anche possibile, naturalmente, che si tratti almeno in parte di DNA la cui funzione non abbiamo compreso ancora. Si osserva però che questo DNA può avere qualche effetto dannoso, se si inserisce all’interno di un gene e lo inattiva. Per fortuna ciò avviene di rado.

Benché ogni cellula del nostro corpo contenga l’intero DNA che caratterizza il nostro organismo, questo non significa che tutto il DNA sia "attivo" in ogni cellula del nostro organismo (se così fosse, da una sola cellula del corpo si potrebbe in teoria ricavare un organismo intero). Tutti i nostri geni sono attivi nello zigote (da cui effettivamente avrà origine un individuo intero) e rimangono attivi nelle cellule dell’embrione nei suoi primissimi stadi di sviluppo. Si parla di cellule totipotenti. Mano a mano che lo sviluppo procede, diversi gruppi di cellule si specializzano in diverse funzioni: da un certo gruppo avranno origine, ad esempio, lo scheletro, parte dei muscoli, il cuore e i vasi sanguigni; da un altro il sistema nervoso e la pelle; da un altro ancora l’apparato digerente e buona parte delle ghiandole. Ogni cellula si specializza in una o più determinate funzioni, mantenendo attivi solo i geni deputati a svolgere tali funzioni e "spegnendo", per così dire, gli altri.