La biologia molecolare: studia gli scambi che avvengono sulla superficie e all’interno della cellula, e le sostanze che sono caratteristiche del nucleo e degli organuli cellulari, in particolare la registrazione e la trasmissione delle informazioni relative all’ereditarietà. Nella biologia molecolare l’oggetto della ricerca sono le grandi e complesse molecole che svolgono le funzioni appena descritte.
La cellula: è la più piccola unità vivente. Essa può esistere singolarmente (organismi unicellulari) o come componente di organismi pluricellulari (animali, vegetali). La loro forma varia in rapporto alla funzione e le loro dimensioni nell’ordine dei macrometri(mm).
Possono essere distinte in due grandi gruppi:
All’interno della cellula troviamo il nucleo, che contiene i cromosomi, il citoplasma, che circonda il nucleo, contiene gli altri organelli cellulari (mitocondri, ribosomi, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi) ed è sede della sintesi proteica e del metabolismo cellulare.
I
cromosomi: sono organuli responsabili della trasmissione dei caratteri ereditari presenti all’interno del nucleo delle cellule e visibili durante la divisione cellulare.
Chimicamente sono costituiti da DNA
associato a nucleo proteine. Ogni cromosoma è formato da due filamenti di DNA identici
(detti cromatidi). Il numero di cromosomi è caratteristico di ogni specie: nell’uomo
ne sono presenti 23 coppie.
Genoma: l’intero patrimonio genetico di una cellula o di un individuo. Nel 1990 è stato avviato il Progetto Genoma, con l’intento di tracciare la mappa completa del DNA umano e sequenziarlo.Nel 2001 la sequenza del DNA umano è stata completamente sequenziata e pubblicata.
Gene: unità di informazione ereditaria localizzata sul cromosoma e costituita da una sequenza di DNA. Codifica per una proteina o per una molecola funzionale di RNA.
Proteoma: Costituisce l’insieme delle proteine. Il suo studio potrà fornire informazioni utili alla progettazione di nuovi farmaci e all’ideazione di nuove terapie
Il DNA: Acido desossiribonucleico: molecola responsabile della trasmissione e manifestazione dei caratteri ereditari. E’ presente in tutti gli organismi viventi (eccetto in alcuni virus). Il DNA è costituito da due filamenti che formano una struttura definita "a doppia elica". Ogni filamento corrisponde ad una catena di nucleotidi, che sono formati ognuno da: una molecola di acido fosforico, da uno zucchero e da una base azotata.
Le basi azotate sono di quattro tipi:
(A e G vengono dette purine, C e T sono dette pirimidine)
I legami tra le basi azotate, che si appaiano secondo una corrispondenza fissa (A con T e C con G), uniscono i due filamenti. L’informazione genetica risiede nella sequenza delle 4 basi azotate, su ogni filamento (codice genetico). Le 4 basi appaiate possono essere considerate come un alfabeto di 4 lettere chimiche che, combinandosi a gruppi di tre paia, formano le triplette, ossia le parole. Gruppi di triplette collegati tra di loro in una sequenza stabilita formano i geni, cioè le frasi. La successione programmata dei geni lungo tutto il DNA forma il genoma: il nostro patrimonio genetico. Il DNA può autoduplicarsi e dagli anni ’70 è possibile modificare la sequenza del DNA (ingegneria genetica).
RNA: Acido ribonucleico anch’esso responsabile della trasmissione dei caratteri ereditari e composto di basi azotate, ma in luogo della timida è presente l’uracile. La molecola dell’RNA ha la struttura di una catena semplice.
Molecola: è la più piccola porzione di sostanza che conserva tutte le proprietà della stessa. Il suo ruolo è portare l’informazione tra le cellule consentendone così l’iterazione. I principali tipi di molecole sono: proteine, carboidrati, grassi e acidi nucleici.
Acidi nucleici:sono le strutture nelle quali sono codificate le caratteristiche genetiche della specie e dell’individuo.