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Il riconoscimento che il DNA porta il blu delle informazioni per tutti gli organismi viventi e i meccanismi che traducono il codice del DNA nella sostanza della vita, rappresenta una delle grandi scoperte della scienza moderna. Dai microrganismi più semplici agli alberi e agli animali giganti che popolano la Terra, tutti fanno affidamento sul DNA per la loro esistenza. Usando molte meno "lettere" biologiche rispetto all'alfabeto inglese di 26 lettere, il DNA spiega le istruzioni su come gli organismi vivono, si riproducono, metabolizzano, maturano e infine muoiono.
DNA, il codice della vita
Il DNA è una molecola complessa a catena lunga che codifica le caratteristiche genetiche di un organismo vivente. Nella maggior parte delle piante e degli animali, il DNA è confezionato con acido ribonucleico e proteine in strutture compatte chiamate cromosomi che risiedono nel nucleo cellulare. Quasi tutte le cellule umane hanno 23 coppie di cromosomi, una serie per ciascun genitore. Le sezioni del DNA chiamate geni indirettamente codificano per le proteine, che danno struttura e funzione ai corpi umani. La scelta di quali geni operano in quali cellule determina il tipo di cellula: cervello, fegato, pelle e tutti gli altri.
Riproduzione
Nella riproduzione sessuale, gli esseri umani creano cellule speciali, chiamate gameti, che contengono solo un set di 23 cromosomi. Durante la fecondazione, il DNA del padre si unisce a quello della madre per creare un nuovo set unico di 46 cromosomi. Ecco come i tratti di un antenato vengono tramandati alla prole. Un cromosoma particolare in un gamete determina il genere della prole. Quel cromosoma può essere la X o la Y: due X creano una femmina, mentre XY produce un maschio. Quando l'ovulo fecondato inizia a dividersi, diversi geni controllano il modo in cui le cellule si differenziano tra loro, creando i vari tessuti, organi e sistemi umani.
Biochimica
Codici del DNA per tutte le proteine cellulari che rendono possibile la vita. La cellula trascrive il DNA in RNA, che poi traduce in proteine. Questi includono gli enzimi, gli ormoni e le proteine strutturali di cui ogni cellula ha bisogno. Cicli di feedback biochimici complessi determinano quali geni del DNA sono espressi. Attraverso i percorsi biochimici cellulari, i geni controllano la forma del naso e la dimensione delle orecchie. Se un gene è codificato in modo errato, diciamo a causa di una mutazione nella molecola del DNA, potresti soffrire di difetti alla nascita, come un palatoschisi o malattie genetiche tra cui la fibrosi cistica e la sindrome di Down.
Vita e morte
Il DNA è essenziale per la vita della cellula umana, tuttavia può frammentarsi, portando alla morte cellulare. La scienza non ha completamente svelato questo mistero: gli scienziati non sanno se il DNA è programmato per autodistruggersi. Trentasette geni del DNA non cromosomico risiedono nei mitocondri umani, le centrali elettriche della cellula. Questo DNA codifica per importanti molecole di RNA, alcune delle quali producono enzimi necessari per il metabolismo. Le mutazioni del DNA mitocondriale possono causare la morte dei neonati. Non tutte le mutazioni sono cattive: l'evoluzione è essenzialmente una lunga storia di mutazioni benefiche del DNA che hanno trasformato il più semplice organismo monocellulare in forme di vita più elevate, compresi gli esseri umani.