La genetica e l’espressione genica

La genetica (termine coniato da William Bateson nel 1905) è quel ramo della biologia che si occupa dello studio dei geni, della loro ereditarietà e variabilità negli organismi viventi. Un gene (termine coniato nel 1909 da Wilhelm Johannsen) è una specifica sequenza di nucleotidi del DNA (acido desossiribonucleico) che attraverso i processi di trascrizione e traduzione porta alla produzione di una proteina (Figura).

Ogni nucleotide che compone il DNA è fatto da uno zucchero a cinque atomi di carbonio che si chiama desossiribosio, un gruppo fosforico e una base azotata che può essere l’adenina, la timina, la citosina o la guanina. Quindi, i nucleotidi del DNA si differenziano l’uno dall’altro a seconda della base azotata che li costituisce, essendo quattro le basi azotate che possono legarsi al desossiribosio, il DNA viene costruito a partire da quattro differenti nucleotidi che si susseguono in maniera specifica lungo i suoi due filamenti. Questo è molto importante perché quello che rende un gene diverso da un altro è proprio la sua sequenza nucleotidica, la quale porterà alla produzione di una proteina che svolgerà funzioni fondamentali per la cellula o l’intero organismo.

Così, il DNA può essere paragonato a un manuale delle istruzioni scritto con quattro differenti lettere; tutte le cellule di un organismo possiedono lo stesso manuale ma cellule diverse, per esempio un linfocita e un neurone, hanno a disposizione alcune istruzioni che sono le stesse e altre che invece sono diverse. Le istruzioni del manuale rappresentano i geni, e ogni tipo cellulare esprimerà geni specifici che porteranno alla produzione di proteine che permetteranno a quella cellula di svolgere funzioni uniche per l’organismo.

Figura. L’espressione di un gene si verifica attraverso due processi: la trascrizione, che porta alla formazione del cosiddetto RNA (acido ribonucleico) messaggero, un acido nucleico; e la traduzione, che permette la costruzione della proteina. Dal punto di vista chimico, una proteina è fatta dalla ripetizione di unità che prendono il nome di amminoacidi.

Fonti:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2270247/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5378099/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/probe/docs/applexpression/

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