I vari tipi di RNA

Esistono 3 tipi di RNA

-mRNA (RNA messaggero): codifica e porta le informazioni del DNA dove avviene la sintesi proteica
-rRNA (RNA ribosomale): decodifica l'mRNA in amminoacidi. E' la tipologia più abbondante di RNA
-tRNA (RNA transfer): riconosce la sequenza di mRNA e la traduce per il corrispettivo amminoacido

DNA e RNA

L'acido ribonucleico (RNA) è sostanzialmente simile al DNA e si differenzia solo per 3 elementi differenti:

1-Innanzitutto l'RNA è formato da un solo filamento mentre il DNA (come abbiamo visto in precedenza) ne ha due che formano un'elica

2-La base azotata del DNA, la timina, nell' RNA viene sostituita dall' uracile



3- Nei nucleotidi dell' RNA lo zucchero è il ribosio, e non il desossiribosio

Un gene-una proteina

Dopo anni di ricerche era chiaro che le istruzioni ereditarie fossero contenute nel DNA. Ma il dove e il come erano ancora un mistero.

Finché il medico inglese Archibald Garrod diede inizio a queste ricerche, lavorando sulle malattie ereditarie. George Beadle e Edward Tatum (con lo studio del colore degli occhi il primo e della muffa del pane il secondo) ripresero le teorie sull'ereditarietà ed arrivarono alla conclusione che ad ogni gene corrisponde una proteina.

Un gene è un pacchetto di informazioni che contiene le caratteristiche ereditarie. Ma se un gene subisce un mutamento, la proteina subisce una modifica?

Linus Pauling, che fu il primo a porsi la domanda, trovò la risposta attraverso l'elettroforesi, sciogliendo delle molecole e sottoponendole ad un debole campo elettrico ottenendo che le molecole si muovano a velocità diverse. Scopre così come reagiscono in modo differente le proteine di una persona malata, una sana e una portatrice, compiendo così una scoperta ancora utile ai giorni nostri.

 

DNA.. inutile o ripetitivo?

Dalle ricerche è emerso che nelle cellule eucariote solo il 10% del DNA serva a codificare le proteine, e del restante 90% non abbiamo ancora scoperto l'utilità.
La maggior parte di DNA, inoltre, contiene sequenze ripetitive, di tre principali tipi:

-il DNA microsatellite; sequenze di basi azotate molto corte, fondamentali per identificare una persona e per effettuare un confronto tramite la loro lunghezza
-le sequenze moderatamente ripetitive; da poche centinaia a diverse migliaia, alcune sono codificanti, come quelle che stabiliscono i punti entro i quali avviene la duplicazione
-le sequenze altamente ripetitive; decisamente più numerose delle precedenti, costituiscono ben il 40% del DNA umano.

Cromatina

La cromatina è l'insieme di DNA e proteine.
Viene chiamata così perchè è molto sensibile ai coloranti e si presenta come una collana, le cui perle sono rappresentate dai nucleosomi. I nucleosomi misurano circa 11 nanometri e sono distanti tra loro 7 nanometri. La parte centrale e formata da otto molecole di istoni, attorno ai quali è avvolto il DNA a mo di rocchetto. Un ultimo istone blocca il filamento al corpo centrale e il tutto viene tenuto insieme grazie alle cariche positive e negative.




distinguiamo due tipi di cromatina:

-L'eucromatina, meno densa e più attiva, si colora debolmente
-L'eterocromatina, più densa e non attiva, si colora intensamente



La prima viene utilizzata nelle regioni del DNA in cui i geni possono trasmettere informazioni.
La seconda, invece, è presente durante la divisione cellulare o comunque in quelle regioni in cui non i geni non sono attivi e perciò non avviene il passaggio di informazioni.

Correzioni nella duplicazione

La polimerasi è anche in grado di correggere eventuali errori che compie durante la duplicazione.
Quando nota un errore di accoppiamento, infatti, il suo percorso si blocca e procede a ritroso finché non trova una coppia di nucleotidi correttamente appaiati e da qui riprende il suo lavoro. Questa autocorrezione viene chiamata proofreading.

Esistono anche altri metodi che utilizzano proteine per individuare il punto di DNA duplicato non corretto.

Oltre alla riparazione diretta (dove l'enzima riparatore identifica l'intruso e lo elimina), molte volte al DNA conviene eliminare la parte di codice sbagliata e sostituirla. Per fare ciò spesso utilizza il NER, ovvero la riparazione per escissione dei nucleotidi. In pratica, viene tagliato il tratto in cui sono presenti nucleotidi non correttamente disposti e il filamento che rimane non accoppiato funge da stampo per il nuovo segmento.

Il DNA.. si duplica!

Come funziona la duplicazione del DNA?
Innanzitutto è necessario dividere la struttura elicoidale. Per fare ciò è necessario un enzima, l'elicasi.

Il suo compito è quello di rompere i legami a idrogeno che sono presenti tra le basi azotate, riuscendo così a separare i due filamenti di elica.

Una volta separate, ognuna di queste due parti di DNA diventerà lo stampo sul quale si posizioneranno dei nucleotidi presenti nella cellula, complementari secondo l'ordine A-T e C-G, ricreando così il codice iniziale.

Lungo il filamento 5'3' la polimerasi 3 percorre la sua strada senza interruzioni, riuscendo a posizionare gli esatti nucleotidi con precisione e velocità.

Lungo il filamento 3'5', invece, è necessario che si alternino primer di RNA e frammenti di Okazaki, i quali verranno poi, grazie alla polimerasi 1 e 3, sostituiti con primer di DNA.

   

Com'è fatto il DNA?

Quelli che, come me, sono cresciuti guardando le cassette di "esplorando il corpo umano", ricorderanno il DNA come la lunga corda che veniva arrotolata dal simpatico omino con il berretto:



Durante gli anni successivi l'idea che avevo di questa "corda" si è evoluta ed è rimasta la stessa almeno fino alle medie, ed era più o meno questa:



E fino a qui non era male, era una specie di spirale colorata, anche semplice da disegnare.
Il problema è che quando è stato il momento di studiare genetica alle superiori le immagini sul mio libro di testo erano all'incirca queste:

Mentre cercavo di riprendermi dall'aver realizzato che il mio amico d'infanzia, l'omino con il berretto, mi aveva ingannato per anni sulla complessità del DNA, provavo a comprenderne la definizione:

"L'acido desossiribonucleico è un polimero organico costituito da monomeri chiamati deossiribonucleotidi ed è una doppia catena polinucleotidica (A,T,C,G), antiparallela, orientata, complementare, spiralizzata e informazionale"

E questo era solo l'inizio! Nucleotidi, Basi azotate, Biosintesi, Polimerasi erano solo alcune delle parole che mi hanno mandato..nel panico.
ERA INIZIATA LA MIA SFIDA CONTRO LA SCIENZA.

Dopo aver letto e riletto e riletto e riletto e riletto e riletto spiegazioni sulla sua struttura, forse sono riuscita a farmi un' idea più o meno esatta (anche se certamente non accurata) della realtà.

Il DNA è una doppia elica, lunghissima, unita da coppie di basi azotate le quali possono essere accoppiate solo seguendo lo schema: citosina-guanina e timina-adenina.

                                            

I filamenti sono formati dall'alternanza di zuccheri pentosi (5 atomi di carbonio) a gruppi fosfati.
Sono paralleli ma di verso opposto, uno 3' 5' e l'altro 5' 3' . Semplicemente, il gruppo fosfato in uno si lega al 5° atomo di carbonio della molecola di zucchero, e l'altro al 3°.

 



Lo so, lo so, sono solo all'inizio di questa sfida, la scienza è MOLTO più complicata di qualche immagine trovata su google. Ma non mi arrendo, ogni cosa in più che riesco a capire è un segreto in meno che la scienza mi nasconde. Chissà chi vincerà...
Comunque andrà, se comprenderò anche solo in parte la realtà, sarò io a guadagnarci.
Oggi siamo 1-0 per me. Avanti, ora è il tuo turno!