DNA, cromosomi ed espressione genica

Sentiamo parlare di DNA tutto il tempo, che sia in una notizia o nell’ultimo show poliziesco in TV. Ma cos’è esattamente il DNA? Dove si trova? Perché è importante? Per rispondere a queste domande, dobbiamo dare un’occhiata più da vicino all’interno delle nostre cellule.

Il DNA è conservato nei cromosomi

Il nostro corpo è composto da trilioni di cellule. Ogni cellula contiene una serie di organelli diversi che svolgono tutti un ruolo importante nelle funzioni cellulari, come la scomposizione dei rifiuti o la produzione di energia.

Il nucleo della cellula è l’organello più importante, ed è qui che troviamo il nostro DNA (acido desossiribonucleico) impacchettato strettamente in strutture chiamate cromosomi. I cromosomi sono strutture lunghe e filiformi fatte di una molecola di DNA e di proteine. Durante la divisione cellulare, i cromosomi si avvolgono strettamente a forma di X e sono più facilmente visibili al microscopio. Le cellule umane hanno 23 coppie di cromosomi.

Il DNA è organizzato in geni

Ogni cromosoma è costituito da una molecola di DNA, ma come è fatta una molecola di DNA e come memorizza le informazioni?

Una molecola di DNA è formata da una serie di nucleotidi disposti in 2 filamenti che assomigliano a una scala e si attorcigliano per formare una doppia elica.

I nucleotidi sono costituiti da una base, uno zucchero e un fosfato. Le 4 basi – adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T) – si accoppiano tra loro (A con T e G con C). È l’ordine o la sequenza di queste coppie di basi che fornisce le informazioni necessarie per la crescita e lo sviluppo del nostro corpo. Può aiutare visualizzare le basi come lettere dell’alfabeto che formano parole quando sono in un certo ordine. Queste ‘parole’ sono chiamate geni e agiscono come un insieme di istruzioni per le nostre cellule.

Espressione genica

Perché il genoma umano è stato sequenziato, sappiamo che gli esseri umani hanno circa 25.000 geni. Ogni gene fornisce le istruzioni per una proteina unica (e a volte per molte versioni di quella proteina). Quando un gene produce proteine in una cellula, diciamo che il gene viene espresso.

L’espressione genica ha 2 fasi principali. In primo luogo, strutture cellulari specializzate leggono il gene e usano questa informazione per produrre un messaggio molecolare sotto forma di una molecola di mRNA (acido ribonucleico messaggero) – questo processo è chiamato trascrizione. In seguito, la molecola di mRNA si sposta dal nucleo al citoplasma della cellula. Un ribosoma legge il messaggio e produce una proteina che corrisponde esattamente alle istruzioni codificate nel gene – questo processo si chiama traduzione

Ogni cellula del tuo corpo (tranne i gameti) contiene lo stesso DNA e di conseguenza gli stessi geni. Tuttavia, non tutti i geni sono espressi in ogni cellula. Quando un particolare gene è espresso, diciamo che questo gene è “acceso”. Quando un gene è acceso, sta producendo proteine che influenzano il funzionamento o lo sviluppo dell’organismo in qualche modo.

Decidere se un gene è acceso o spento è un processo altamente specifico e complesso. È regolato da spunti provenienti dall’interno e dall’esterno delle cellule e ha come risultato l’incredibile diversità di cellule che vediamo nel nostro corpo. Per esempio, i geni che codificano le proteine muscolari come l’actina e la miosina sono espressi solo nelle cellule muscolari e non nelle altre cellule del nostro corpo, anche se i geni sono presenti in quelle altre cellule.