La genetica
Come avrete notato abbiamo aggiunto l’angolo delle scienze, una rubrica dedicata agli argomenti scientifici. Sarò io ad inaugurarlo, parlandovi della genetica. La genetica si studia in terza media e, in mio parere, è l’argomento che più affascina gli studenti.
Ma cos’è la genetica?
La genetica è la scienza che studia i diversi meccanismi dell’ereditarietà, ovvero la trasmissione dei caratteri ereditari da una generazione a quella successiva. Le informazioni ereditarie, indispensabili per la creazione del nuovo individuo, sono contenute in un acido nucleico - il DNA -, presente nel nucleo della cellula.
Il DNA si manifesta sotto forma di strutture compatte denominate cromosomi; nel corpo umano si contano 46 cromosomi, che manifestandosi a gruppi di due formano 23 coppie, di cui la 23esima coppia determina il sesso: maschile se è formata da cromosomi diversi (XY), femminile se è composta da cromosomi congruenti (XX). I caratteri ereditari invece, appaiono come piccole unità presenti nei cromosomi, conosciute con il nome di geni. Durante la riproduzione sessuale sia l’organismo femminile che l’organismo maschile, trasmetterà il 50% dei propri cromosomi alla generazione successiva.
Il primo che iniziò a studiare i meccanismi dell’ereditarietà, fu un abate di nome Gregor Mendel, pur non sapendo dell’esistenza del DNA. Gregor Mendel fece i suoi esperimenti su una pianta di pisello che presentava caratteri antagonisti ed era in grado di autoimpollinarsi, quindi risultava una riproduzione più veloce. Egli iniziò a studiare un carattere per volta creando incroci controllati, e dopo vari esperimenti riuscì ad elaborare le sue tesi: le tre leggi di Mendel.
La prima legge, la legge della dominanza, sosteneva che accoppiando due piante con colore dei fiori differenti, rosso e bianco, nasceva una prima generazione filiale costituita da piante con fiori tutti rossi; egli infatti notò che il colore rosso dominava sul colore bianco, e chiamò il rosso, dominante, e il bianco, recessivo.
La seconda legge, la legge della segregazione, consisteva nell’accoppiamento di due individui della prima generazione filiale; egli notò che nella seconda generazione si ripresentava il colore recessivo, infatti il 25% dei fiori della seconda generazione era di colore bianco.
La terza legge, la legge dell’assortimento indipendente, consisteva nell’osservazione, non più del colore dei fiori ma, delle caratteristiche dei semi. Egli infatti unì sessualmente due piante con semi diversi, una con seme giallo e liscio, e l’altra con seme verde e rugoso. Notò che i caratteri si potevano mischiare, ottenendo piante con seme giallo e rugoso, e altre con seme verde e liscio.
Il DNA, scoperto nel 1953 da due scienziati Watson e Crick, presenta una struttura a doppia elica, costituita da due filamenti comunicanti attorcigliati su sé stessi. Ogni filamento è composto dalla successione di piccole unità denominate nucleotidi, che, a loro volta, sono composte da una molecola di zucchero (desossiribosio), una molecola di acido fosforico e una base azotata che può variare.
Esistono quattro tipi di basi azotate – adenina, timina, citosina, guanina- che unendosi secondo un sistema di complementarietà mettono in comunicazione i filamenti del DNA; l’adenina è complementare alla timina, la citosina è complementare alla guanina. La complementarietà delle basi favorisce lo sviluppo di due processi fondamentali: la replicazione del DNA e la sintesi proteica.
La replicazione del DNA consiste nella produzione di una nuova molecola di DNA. La replicazione avviene quando i due filamenti del DNA si slegano lasciando libere le basi azotate, le quali, tramite il sistema di complementarietà, fungono da stampo per la formazione del nuovo filamento. Questo processo è definito replicazione semiconservativa, in quanto la nuova molecola presenta un filamento originale della molecola madre.
La sintesi proteica è il processo tramite il quale vengono trasformati i caratteri in proteine. Le informazioni contenute nel DNA, per essere trasformate in proteine devono raggiungere un organulo presente nel citoplasma della cellula.
La struttura a doppia elica del DNA è troppo spessa da non riuscire a passare tramite le fessure del nucleo, quindi i due filamenti del DNA si slegano e le basi azotate, ormai libere, permettono la trasmissione dei caratteri presenti nel DNA su un altro filamento più sottile definito RNA messaggero.
L’mRNA, come il DNA, è un acido nucleico; formato da un solo filamento composto dalla successione di nucleotidi; i quali a loro volta sono composti da una molecola di zucchero (ribosio), una molecola di acido fosforico e una base azotata che può essere: l’uracile, l’adenina, la citosina o la guanina.
L’mRNA grazie alla sua struttura sottile riesce a passare tramite il nucleo, e a raggiungere i ribosomi, organuli presenti nel citoplasma. Nei ribosomi avviene la traduzione del mRNA; le basi azotate si dividono in triplette, i codoni. Ogni codone ha un suo complementare (l’anticodone) trasportato dal tRNA. Quando un codone e il suo anticodone si uniscono si forma un amminoacido, ovvero il monomero delle proteine. Una volta che tutti i codoni si sono legati ai loro complementari si forma una lunga catena di amminoacidi che codificherà in proteine; l’insieme di più proteine formerà il nuovo individuo.
Spero che quest’estratto sulla genetica vi possa esser utile per qualche interrogazione o semplicemente vi possa aver fornito informazioni e notizie che ignoravate.
D.M.