Ingegneria Genetica

Cos’è l’ingegneria genetica?

È una scienza molto recente, sviluppatosi nella seconda metà del ‘900 e comprende tutto ciò che riguarda la manipolazione del DNA.

La genetica è lo studio delle modalità di trasmissione dei caratteri ereditari e nasce con Mendel alla fine del 1800.

Gli enzimi sono proteine, cioè polimeri di amminoacidi, il loro scopo è quello di accelerare le reazioni chimiche all’interno dell’organismo, per questo vengono anche chiamati catalizzatori biologici. Per accelerare le reazioni, abbassano la soglia dell’energia di attivazione della reazione. Ogni enzima riconosce una sola sostanza (sono specifici) su cui deve agire attraverso un sistema chiave-serratura. Ciò significa che l’enzima e il substrato sono tridimensionalmente complementari (si incastrano). Grazie agli enzimi è possibile la vita, infatti in loro assenza i tempi delle reazioni non sarebbero compatibili con la vita degli organismi.

L’RNA è l’acido ribonucleico. È un filamento unico. Si trova sia nel nucleo che nel citoplasma della cellula. Infatti essendo un filamento unico e quindi meno spesso, riesce ad attraversare i pori nucleari. L’RNA si forma a partire da nucleotidi sparsi nel nucleo, che quando il DNA si apre si legano al filamento creando il filamento unico di RNA. Questo poi si stacca ed esce dai pori nucleari e si dirige nei ribosomi dove determinerà le proteine da sintetizzare (mRNA o RNA messaggero). C’è un altro tipo di RNA chiamato tRNA che trasporta gli amminoacidi e li ordina per creare catene proteiche.

Il DNA è l’ acido desossiribonucleico (il desossiribosio è uno zucchero). Si trova esclusivamente nel nucleo delle cellule.

Ha una struttura a doppia elica di un diametro di circa 2nm (scoperta da Rosalin Franklin con raggi x). Ognuno dei due filamenti che compongono la doppia elica è un susseguirsi di nucleotidi, uniti tra loro con legami covalenti forti. Una sequenza di nucleotidi si chiama polimero. Ogni nucleotide è composto dallo zucchero unito ad un gruppo fosfato ed una base azotata. Le basi azotate sono 4 (adenina, timina, citosina e guanina) e sono complementari a due a due. I due filamenti del DNA sono tenuti insieme da ponti idrogeno (legami deboli) che uniscono le basi.

Il DNA è formato da introni, cioè tratti che non codificano, ed esoni, cioè tratti che codificano; l’mRNA copia entrambi, poi vengono eliminati gli introni da enzimi, in questo modo solo la parte codificante esce dal nucleo. È possibile che gli enzimi sbaglino a tagliare gli introni, in questo caso avviene il fenomeno di splicing alternativo.

Il DNA codificante può essere diviso in piccole unità chiamate geni, ognuno dei quali codifica per una certa proteina; i geni sono separati da DNA non codificante (es. sequenze ripetute).

SCOPO DNA: il 2% serve per la produzione delle proteine, il restante 98% è stato inizialmente definito DNA spazzatura, ma dopo svariati studi si è concluso che gli introni e le sequenze ripetute servono per distinguere gli individui.

Il DNA arrotolato costituisce i cromosomi. Sono in ogni cellula diploide 23 coppie, quindi 46 cromosomi. La coppia è definita come cromosomi omologhi poiché all’altezza di un certo loco presentano lo stesso gene. I geni presenti su entrambi sono chiamati alleli (che possono essere uno recessivo e uno dominante ecc.). Le cellule aploidi, cioè spermatozoi e ovuli, sono le uniche ad avere 23 cromosomi.

DUPLICAZIONE DEL DNA : Il DNA è l’unica molecola che è capacedi duplicarsi. La duplicazione è semiconservativa in quanto uno dei duefilamenti resta quello della molecola precedente:

1. Elicasi scinde i ponti idrogeno;
2. DNA polimerasi posiziona le nuove basi su i due filamenti, costruendo cosi due nuovi filamenti. La polimerasi inizia a formare il nuovo filamento legandosi ad un pezzo di RNA detto primer, che viene successivamente scartato alla fine della duplicazione.

Il genoma è la quantità di DNA aploide in ciascuna cellula, l’insieme dei geni di un organismo.