Sintesi delle proteine
Il DNA, l’acido deossiribonucleico, è una sostanza contenuta nel nucleo di ogni cellula e ne coordina tutte le reazioni biochimiche. È costituito da piccole unità (“mattoni”), i nucleotidi formati da uno zucchero, un gruppo fosfato e una base azotata. Queste ultime sono di quattro tipi, adenina, timina, citosina e guanina.
Il DNA è una doppia elica, una scala con le strutture laterali costituite dagli zuccheri e dai gruppi fosfati e i pioli da basi azotate accoppiate insieme. Come i mattoncini del “lego” anche le basi azotate possono unirsi in un solo modo: l’adenina con la timina e la citosina con la guanina.
Come fa un tratto di DNA, il gene, a determinare un carattere?
Tutte le caratteristiche fisiche (il colore degli occhi, la capacità di percepire i colori…) sono dovute a reazioni biochimiche le quali sono catalizzate (velocizzate) da alcune proteine particolari, gli enzimi. Quindi ogni gene determinerà la formazione di una proteina o parte di essa.
Anche le proteine sono formate da unità più piccole, gli amminoacidi (20 tipi) raggruppati in lunghe catene; ad esempio l’emoglobina, contenuta nei globuli rossi, è formata da 600 amminoacidi. Il processo che trasforma l’informazione scritta in un gene (ossia l’insieme dei nucleotidi) in una lunga catena di amminoacidi si chiama sintesi proteica.
Durante la sintesi proteica il DNA si apre e serve da stampo per la formazione di una sostanza simile al DNA, l’RNA costituito anch’esso da uno zucchero, un gruppo fosfato, quattro tipi di basi azotate (tre uguali a quelle del DNA e una diversa, l’uracile al posto della timina) ma formato da una catena singola di nucleotidi e non doppia come il DNA. Nel momento dell’apertura, “i pioli” si spezzano e rimangono scoperte le basi azotate del DNA: i nucleotidi liberi nel nucleo si accoppiano con le basi di uno dei due filamenti del DNA e formano una lunga catena, l’RNA. Quando il processo è completato l’RNA si stacca ed esce dal nucleo mentre il DNA si richiude. Si formano tre tipi di RNA: messaggero, di trasporto e ribosomiale. Gli RNA ribosomiali formano una struttura semisferica, i ribosomi, quelli di trasporto, tutti diversi, servono a condurre verso i ribosomi gli amminoacidi, gli RNA messaggeri sono gli stampi necessari a formare le proteine.
L’RNA messaggero si avvicina ad un ribosoma che è in grado di coprire sei nucleotidi per volta: arriva un RNA che trasporto un amminoacido ed è formato da nucleotidi adatti ad accoppiarsi con la prima tripletta di basi azotate dell’RNA messaggero, segue, quindi, un secondo RNA di trasporto con un altro amminoacido. I due amminoacidi si legano fra loro, il ribosoma si sposta su altri sei nucleotidi e i due primi RNA di trasporto tornano nel citoplasma pronti a legarsi ad altri amminoacidi. Il processo continua fino alla completa formazione della proteina. Quindi, ad ogni tripletta, corrisponde un particolare tipo di RNA di trasporto ossia un singolo amminoacido: questo linguaggio molto preciso, chiamato codice genetico, è universale ossia uguale per tutti gli esseri viventi, dal batterio all’uomo e conferma la derivazione comune di tutti gli organismi. La sintesi proteica è un processo molto importante e un piccolo errore può determinare grandi problemi: alla tripletta GAG corrisponde l’acido glutammico, alla tripletta GUG la valina e così via per tutti gli altri venti amminoacidi. L’anemia falciforme, una malattia genetica, è causata da una anomalia nell’emoglobina; tra i 600 amminoacidi della proteina normale, in una certa posizione, è presente l’acido glutammico, in quella delle persone malate, nella stessa posizione, è presente, al suo posto, la valina: quindi nell’RNA messaggero il solo scambio tra la base azotata U e la base azotata A in una particolare tripletta determina una gravissima patologia.
