L’acido desossiribonucleico (DNA) serve a vari scopi, tra cui la memorizzazione e la replicazione dei dati, nella cellula umana e nelle cellule di molti altri organismi. Il DNA in una cellula umana è il principale responsabile della memorizzazione delle informazioni genetiche utilizzate per controllare quasi ogni aspetto dell’espressione cellulare. Questa informazione genetica viene trasmessa dai genitori alla prole, dando origine alla prole con alcuni tratti genetici di ciascun genitore. Il DNA viene replicato anche ogni volta che la cellula si divide; questo assicura che ogni cellula del corpo abbia ed esprima le stesse informazioni genetiche. È anche il primo elemento nella sintesi delle proteine, che sono responsabili della maggior parte dell’attività cellulare.
Il DNA in una cellula umana svolge un ruolo essenziale nell’eredità biologica, attraverso il quale un bambino possiede alcuni tratti genetici di ciascuno dei suoi genitori. Gli umani si riproducono attraverso la riproduzione sessuale. La maggior parte delle cellule umane contiene due copie del genoma umano in modo che, dopo la divisione cellulare, entrambe le cellule figlie conterranno le stesse informazioni genetiche. Le cellule riproduttive, una delle quali proviene da ciascun genitore, contengono solo una copia. Due cellule riproduttive – un uovo e uno sperma – si combinano per formare un embrione umano contenente un assortimento casuale di informazioni genetiche da ciascun genitore.
La memorizzazione e la replica dei dati è uno dei ruoli principali del DNA in una cellula umana. Copie accurate del genoma umano devono essere archiviate all’interno di ogni cellula in modo che i geni possano essere espressi correttamente. Le mutazioni nel DNA possono causare l’alterazione delle informazioni genetiche memorizzate; ciò può causare un’alterata espressione genica che può portare al cancro o ad altre malattie. La replicazione del DNA, quindi, deve essere un processo ad alta fedeltà poiché si verifica innumerevoli volte nel corso di una vita umana e anche errori minori nella replicazione possono causare mutazioni dannose. Esistono, pertanto, numerosi meccanismi di controllo degli errori nel processo di replicazione del DNA che impediscono quasi tutti i possibili errori di replicazione.
Gran parte delle informazioni genetiche contenute nelle cellule umane esiste per essere espressa come RNA o proteina. In un processo chiamato trascrizione, il DNA a doppio filamento viene convertito in RNA a singolo filamento o acido ribonucleico. Alcune forme di RNA possono svolgere varie funzioni cellulari in base alle loro configurazioni molecolari, ma la maggior parte sono tradotte in proteine. Le proteine ??svolgono un’enorme varietà di funzioni cellulari, che vanno dalla segnalazione alla regolazione cellulare fino alla catalisi delle reazioni biochimiche. Il DNA in una cellula umana, quindi, è responsabile dell’eredità, della replicazione e dell’espressione delle informazioni genetiche.