Page 31 - PIERCE Genetica

© 978-88-08-52116-3 10 Il DNA: la natura chimica del gene 293
(b) Percorsi informativi speciali
(a) Percorsi informativi principali

DNA RDeNpAlicreapziloicnaetiodnel DNA DNA

L’informazione è Trascrizione L’informazione viene In alcuni virus l’informazione
trasferita dal DNA a trasferita da una molecola è trasmessa dall’RNA al DNA...
una molecola di RNA. di DNA a un’altra.
Trascrizione
inversa

RNA RNA RNepAlircazione ...o a un’altra
Traduzione dell’RNA molecola di RNA.

L’informazione è trasferita
dall’RNA a una proteina per
mezzo di un codice che speci ca
la sequenza amminoacidica.

PROTEINA PROTEINA

10.16 Percorsi del trasferimento dell’informazione nella cellula.

CONCETTI DI COLLEGAMENTO molecola di RNA trasferisce in seguito le informazioni ge-
netiche a una proteina, specificando la sequenza del suo
Le implicazioni genetiche della struttura del DNA amminoacido. Questo processo è chiamato traduzione
(si veda il capitolo15) perché l’informazione deve essere
Il grande contributo di Watson e Crick è consistito nello tradotta dal linguaggio dei nucleotidi al linguaggio degli
spiegare la struttura chimica del genotipo, il che ha con- amminoacidi. La quarta proprietà del DNA consiste nella
sentito ai genetisti di iniziare a esaminare direttamente i capacità di variare. Si osserva tale variazione nelle diffe-
geni, invece di limitarsi a prendere in esame solo le conse- renze fra le sequenze di basi che si riscontrano in individui
guenze fenotipiche dell’azione genica. Con la determina- differenti.
zione della struttura del DNA è nata la genetica molecola- A questo punto possiamo identificare tre percorsi princi-
re, vale a dire lo studio della natura chimica e molecolare pali nel flusso informativo della cellula (figura 10.16a): la
dell’informazione genetica. replicazione, in cui l’informazione passa da una molecola
La struttura individuata da Watson e Crick non si limitò a di DNA ad altre molecole di DNA; nella trascrizione l’in-
creare il potenziale per gli studi di genetica molecolare; formazione passa dal DNA all’RNA; infine, nella traduzio-
essa fornì immediatamente molti indizi sui processi gene- ne l’informazione passa dall’RNA alla proteina. Questo
tici fondamentali. All’inizio di questo capitolo sono state concetto di flusso informativo fu formalizzato da Francis
definite quattro proprietà fondamentali del materiale Crick in un concetto che egli definì il dogma centrale della
genetico. La prima consiste nella capacità di trasportare biologia molecolare. Esso stabilisce che l’informazione ge-
grandi quantità di informazioni. Il modello di Watson e netica passa dal DNA alle proteine in un percorso informa-
Crick suggeriva che le istruzioni genetiche fossero codifi- tivo unidirezionale. Tuttavia oggi sappiamo che il dogma
cate nella sequenza di basi, che sono l’unica parte variabi- centrale è una semplificazione eccessiva. In aggiunta ai tre
le della molecola. percorsi informativi principali, la replicazione, la trascri-
La seconda proprietà necessaria del materiale genetico è zione e la traduzione, in certi organismi o in certe condi-
la sua capacità di replicarsi fedelmente. I filamenti polinu- zioni possono verificarsi altri tipi di trasferimenti. I retro-
cleotidici complementari del DNA rendono possibile tale virus (si veda il capitolo 9) e alcuni elementi trasponibili
replicazione. Watson e Crick proposero che nella replica- (si veda il capitolo 18) trasferiscono informazioni dall’RNA
zione i due filamenti nucleotidici si aprissero spezzando i al DNA (trascrizione inversa) e alcuni virus a RNA trasfe-
deboli legami idrogeno fra i due filamenti e che ogni fila- riscono l’informazione dall’RNA all’RNA (replicazione del-
mento diventasse una sorta di stampo su cui venisse sinte- l’RNA; figura 10.16b).
tizzato il nuovo filamento. La specificità dell’appaiamento
delle basi significa che da ogni stampo può essere sinte- 10.4 Nel DNA e nell’RNA possono
tizzata solo una possibile sequenza di basi, la sequenza
complementare. Le molecole di DNA a doppio filamento formarsi strutture speciali
appena replicate saranno pertanto identiche alla moleco-
la originale a doppio filamento (si veda il capitolo 12 sulla Le sequenze all’interno di un singolo filamento di nu­
replicazione del DNA). cleotidi possono essere complementari fra loro e possono
La terza proprietà essenziale del materiale genetico è la appaiarsi formando legami idrogeno e produrre regioni a
capacità di esprimere le sue istruzioni nel fenotipo. Il DNA doppio filamento. (figura 10.17).
esprime le sue istruzioni genetiche dapprima trasferen-
dole a una molecola di RNA, in un processo che prende Questo appaiamento interno di basi conferisce una
il nome di trascrizione (si veda il capitolo 13). Il termine struttura secondaria a molecole a filamento singolo. Un
trascrizione è appropriato per il fatto che, nonostante l’in- tipo comune di struttura secondaria che si trova in fila-
formazione venga trasmessa dal DNA all’RNA, essa per-
mane nel linguaggio degli acidi nucleici. In alcuni casi la