Dogma Centrale della Biologia Molecolare

Il codice genetico è universale, il che significa che lo stesso codone in genere codifica per lo stesso amminoacido in diversi organismi.

Il processo mediante il quale le informazioni di un gene vengono utilizzate per sintetizzare un prodotto genico funzionale.

Un cambiamento nella sequenza del DNA.

La manipolazione del DNA in vitro per creare nuove combinazioni di geni.

Lo studio dei genomi, l'insieme completo di DNA in un organismo.

Il dogma centrale della biologia molecolare descrive il flusso di informazioni genetiche all'interno di un sistema biologico. In sostanza, spiega come il DNA viene trascritto in RNA e come l'RNA viene poi tradotto in proteine: DNA → RNA → Proteina. Questo processo, sebbene fondamentale, non è assoluto e presenta eccezioni. Un esempio importante è la trascrizione inversa (RNA a DNA).

Il DNA è una doppia elica composta da due filamenti di nucleotidi. Ogni nucleotide è costituito da uno zucchero desossiribosio, un gruppo fosfato e una base azotata (adenina, guanina, citosina o timina). I filamenti sono antiparalleli e complementari (A si appaia con T e G con C). Il DNA immagazzina le informazioni genetiche nella sequenza delle sue basi. Il DNA è responsabile dell'ereditarietà e codifica le istruzioni per costruire e mantenere un organismo.

L'RNA è una molecola a singolo filamento. I suoi nucleotidi contengono uno zucchero ribosio al posto del desossiribosio. L'RNA contiene uracile al posto della timina. Esistono diversi tipi di RNA, ognuno con una funzione specifica nella sintesi proteica. L'RNA messaggero (mRNA) trasporta il codice genetico dal DNA ai ribosomi. L'RNA di trasferimento (tRNA) trasporta gli amminoacidi ai ribosomi. L'RNA ribosomiale (rRNA) è un componente dei ribosomi, la macchina della sintesi proteica.

La trascrizione è il processo di conversione di una sequenza di DNA in una sequenza di RNA. Avviene nel nucleo delle cellule eucariotiche e nel citoplasma delle cellule procariotiche. L'RNA polimerasi è l'enzima responsabile della catalisi di questo processo. L'RNA polimerasi si lega ad una specifica sequenza di DNA chiamata promotore. Disavvolge la doppia elica del DNA e sintetizza una molecola di RNA complementare utilizzando un filamento di DNA come stampo. La nuova molecola di RNA viene elaborata prima di lasciare il nucleo negli eucarioti.

La traduzione è il processo di conversione di una sequenza di RNA in una sequenza proteica. Avviene sui ribosomi, strutture complesse composte da rRNA e proteine. L'mRNA si lega al ribosoma. Le molecole di tRNA portano specifici amminoacidi al ribosoma, in base ai codoni (sequenze di tre basi) sull'mRNA. Il ribosoma collega gli amminoacidi tra loro per formare una catena polipeptidica. La catena polipeptidica si ripiega in una specifica struttura 3D per formare una proteina funzionale.

Il codice genetico è un insieme di regole che stabilisce come i codoni vengono tradotti in amminoacidi.

Il codice genetico è quasi universale, il che significa che è lo stesso in quasi tutti gli esseri viventi. Questo dimostra che tutte le forme di vita sulla Terra hanno un antenato comune.

Un codone è una sequenza di tre basi nucleotidiche nell'RNA messaggero (mRNA) che codifica per un particolare amminoacido o un segnale di arresto della traduzione. Ogni codone corrisponde a uno specifico amminoacido o segnale di arresto.

Il processo di controllo dell'attività dei geni, determinando quali geni sono attivi o inattivi.

La modificazione del materiale genetico di un organismo utilizzando tecniche come il clonaggio genico o la tecnologia CRISPR.

L'uso di strumenti computazionali per analizzare grandi quantità di dati biologici, come sequenze di DNA e proteine.

Le proteine sono formate da una catena di amminoacidi legati insieme, seguendo le istruzioni presenti nell'mRNA.

La catena di amminoacidi si piega in una struttura tridimensionale specifica, determinando la funzione della proteina.

I fattori di trascrizione sono proteine che si legano al DNA e regolano l'attività dei geni.

Modifiche chimiche al DNA che influenzano l'espressione genica senza alterare la sequenza del DNA.

La metilazione è un esempio di modifica epigenetica che può influenzare l'espressione genica.

Le mutazioni possono essere neutre, dannose o benefiche a seconda della loro posizione e della natura del cambiamento.

Il DNA è una doppia elica composta da nucleotidi. Ogni nucleotide contiene uno zucchero desossiribosio, un gruppo fosfato e una base azotata (adenina, guanina, citosina o timina). La doppia elica è stabilizzata da legami idrogeno tra le coppie di basi complementari (adenina con timina e guanina con citosina). I filamenti di DNA sono antiparalleli, con polarità opposta.

L'RNA è una molecola a singolo filamento. È anche composta da nucleotidi, ma contiene uno zucchero ribosio invece del desossiribosio. L'RNA contiene uracile invece della timina come base. Esistono diversi tipi di RNA, ognuno con funzioni distinte nella sintesi proteica.

La replicazione del DNA è il processo di creazione di una copia identica di una molecola di DNA. Coinvolge lo svolgimento della doppia elica del DNA, separando i due filamenti. Ogni filamento funge da modello per un nuovo filamento, utilizzando l'appaiamento di basi complementari.

L'RNA messaggero (mRNA) trasporta il codice genetico dal DNA ai ribosomi.

Le mutazioni sono modifiche nella sequenza del DNA. Possono essere spontanee o indotte da agenti mutageni, come radiazioni o sostanze chimiche. Le mutazioni possono essere piccole (come la sostituzione di una singola base azotata) o grandi (come la delezione o l'inserzione di un intero segmento di DNA).

La PCR (Polymerase Chain Reaction) è una tecnica di biologia molecolare che consente di amplificare selettivamente una specifica regione di DNA. In pratica, questo significa poter creare migliaia di copie identiche di un frammento di DNA in tempi relativamente brevi.

L'elettroforesi su gel è una tecnica che permette di separare molecole di DNA, RNA o proteine in base alle loro dimensioni. Il gel viene attraversato da un campo elettrico, e le molecole più piccole si muovono più rapidamente attraverso il gel, separandosi dalle molecole più grandi.

Il Western blotting è una tecnica che permette di identificare e quantificare proteine specifiche in un campione. I campioni vengono separati mediante elettroforesi su gel e quindi trasferiti su una membrana, dove possono essere rilevati da anticorpi specifici contro la proteina di interesse.

Il sequenziamento del DNA è una tecnica che permette di determinare la sequenza di basi azotate (adenina, guanina, citosina e timina) in una molecola di DNA. Questo è fondamentale per comprendere la funzione dei geni ed è alla base di molte altre tecnologie, come l'analisi genomica.

CRISPR-Cas9 è un sistema di editing genico rivoluzionario. Consente di modificare con precisione il DNA di organismi viventi, aprendo nuove opportunità nella ricerca medica e nella biotecnologia.

Le proteine hanno una struttura complessa che determina la loro funzione. Si distinguono quattro livelli di struttura: primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.

La struttura primaria di una proteina è semplicemente la sequenza di amminoacidi che la compongono. È come un alfabeto di amminoacidi che determina il codice della proteina.

La struttura secondaria di una proteina è data dalle pieghe e dai ripiegamenti della catena di amminoacidi. Due tipi principali di struttura secondaria sono le alfa-eliche e le beta-foglietti.

La struttura terziaria di una proteina riguarda la forma tridimensionale complessiva di una singola catena polipeptidica. È come l'organizzazione di una molecola gigante.