Il DNA
Domande fondamentali
Come funziona l’ereditarietà a livello molecolare?
Che cosa è il DNA e che cosa fa?

Un gene è l’unità fisica e funzionale fondamentale
dell’ereditarietà, che trasmette l’informazione da una
generazione a quella successiva

La biologia cellulare ha sviluppato la teoria cromosomale
dell’ereditarietà, mostrando che i cromosomi sono le unità
fisiche dell’ereditarietà e perciò contengono i geni

La biochimica e la biologia molecolare mostrano che i
cromosomi sono strutture complesse contenenti proteine e
acidi nucleici, ma sono la molecola che immagazzina
l’informazione genetica, permette la sua espressione la sua
duplicazione, è il DNA
Il DNA è una molecola molto lunga

Nell’uomo la lunghezza totale del DNA in ogni
singola cellula è circa 2 metri

Per essere contenuto in un nucleo che misura
circa 10 μm deve essere compattato e avvolto
in una struttura detta cromatina

L’unità ripetitiva è il nucleosoma, costituito da
proteine e 147paia di basi di DNA

Il DNA è avvolto 1.7 volte intorno ad un
ottamero composto da istoni (proteine)

I singoli nucleosomi sono collegati tra loro da
un tratto di DNA lungo 20-60 paia di basi
(linker), in modo da formare una struttura a
corona del rosario.

I nucleosomi possono a loro volta essere
compattati ulteriormente a formare la
cromatina, che ha un diametro di circa 30nm

Durante la divisione cellulare le fibre di DNA si
compattano ulteriormente a formare i
cromosomi
I cromosomi
 Il compattamento del DNA nei cromosomi porta alla
formazione dei cromosomi che è differente e
caratteristico per ogni specie
 Il numero dei cromosomi di una specie NON è correlato
al con la quantità totale di DNA contenuta nel nucleo.
Specie
N° cromosomi
Specie
N° cromosomi
Batteri
1
Volpe
34
Drosofila
8
Gatto
38
Pisello
14
Topo
40
Lievito del pane
16
Coniglio
44
Mais
20
Uomo
46
Ape (femmina)
32
Gallina
78
Il cariogramma umano
Come sono immagazzinate le
informazioni nel DNA?
 Nel normale linguaggio, le informazioni
sono composte da una serie di simboli
(le lettere) a formare parole e frasi
 Provate a immaginare forme alternative:
 una serie di simboli ma parole della stessa
lunghezza
 Lo stesso simbolo ripetuto un numero di volte
differenti, ad indicare significati diversi
Le informazioni devono essere
 Immagazzinate
 quali criteri devono essere applicati?
Stabilità, trasportabilità, fedeltà della replicazione
(es. tavolette di pietra, scrittura sulla sabbia, sulla
carta, sui computer o su CD)
 Accessibili e utilizzabili:
 in forma digitale: cioè in forma numerica (es.
sistema binario, il computer utilizza le informazioni
analizzando ed elaborando dei numeri)
 In forma analogica: le quantità vengono misurate
(es. peso velocità, voltaggio ecc. come ad esempio
la misurazione del livello del mercurio nel
termometro per misurare la temperatura)
Informazione genetica
 E’ immagazzinata in forma digitale
 Già dal lavoro di Mendel era chiaro che un carattere
controllato da un gene o c’è o non c’è. Non si diluisce
nel tempo.
 Potremmo immaginare i geni come perline di una
collana.
 Crick e Watson hanno inoltre dimostrato che anche
all’interno dei geni l’informazione è in formato digitale
 Tutta l’informazioni genetica è immagazzinata in
formato digitale, l’unica differenza con un computer è
che il codice genetico non è binario ma quaternario.
 Le quattro lettere sono i quattro nucleotidi che
compongono il DNA
La struttura del DNA
 I nucleotidi




Adenina
Guanina
Timina
Citosina
La struttura del DNA