L’acido desossiribonucleico, o DNA, è la molecola che contiene il materiale genetico di tutti gli organismi. Si trova nella maggior parte dei virus, in tutti i batteri e in tutte le cellule vegetali e animali. Il DNA si trova all’interno del nucleo, o centro di controllo, della cellula. Si può trovare anche all’interno dei mitocondri e nei cloroplasti, in quelle cellule che li hanno, come le piante.
Una molecola di acido desossiribonucleico è costituita da una lunga catena di nucleotidi. Le molecole nucleotidiche si formano quando una molecola di zucchero a cinque atomi di carbonio, uno zucchero pentoso, si unisce a un gruppo fosfato e a una base organica. All’interno di una molecola di DNA, lo zucchero è il desossiribosio e le basi organiche possono essere adenina, timina, citosina o guanina.
Le molecole di DNA sono macromolecole. Sono costituiti da molte subunità che sono simili o identiche tra loro. Le subunità, i nucleotidi, sono unite da un capo all’altro, in modo simile a una collana di perle. L’acido desossiribonucleico è un polinucleotide, ma viene solitamente indicato come acido nucleico.
I singoli nucleotidi sono uniti tra il gruppo fosfato di uno e la molecola di zucchero di un altro. Ha luogo una reazione di condensazione per unire i due nucleotidi e produce anche acqua. Lo zucchero e il gruppo fosfato sono gli stessi per tutta la lunghezza della catena, ma una qualsiasi delle quattro basi può essere attaccata allo zucchero.
Una molecola di DNA è costituita da due filamenti complementari di nucleotidi uniti tra loro da legami idrogeno tra le basi. Ogni base può legarsi solo con un’altra base. Nello specifico, l’adenina si accoppia sempre con la timina e la citosina si accoppia sempre con la guanina. Tra adenina e timina ci sono due legami idrogeno e tra citosina e guanina ci sono tre legami. I due filamenti di nucleotidi si avvolgono l’uno intorno all’altro per formare una struttura a doppia elica alfa.
La sequenza specifica dei nucleotidi lungo la molecola dell’acido desossiribonucleico è ciò che determina il codice genetico di ogni cellula. I geni sono costituiti da lunghezze di nucleotidi lungo una molecola di DNA. Sono sequenze di triplette di nucleotidi lungo la molecola di acido desossiribonucleico. Queste triplette determinano quali amminoacidi verranno utilizzati per creare le proteine. Le triplette di basi specifiche codificano per diversi amminoacidi.
Il codice genetico della molecola del DNA determina quali proteine devono essere formate in una cellula. Diverse reazioni chimiche avvengono all’interno di cellule diverse a seconda del tipo di cellula e della sua funzione. Queste reazioni chimiche sono controllate da enzimi, che sono proteine. Pertanto il DNA determina la struttura e la funzione di una cellula in base al fatto che la sequenza dei nucleotidi specifica quali proteine devono essere formate e quando.