Codice Genetico

Che cos’è il Codice genetico 

Sistema di corrispondenza tra basi azotate del DNA e amminoacidi. Tale sistema nel corso della sintesi proteica permette l’interpretazione delle informazioni contenute nella molecola di acido nucleico e la loro trasformazione in un precisa indicazione della sequenza che gli amminoacidi devono avere nella proteina che è in via di formazione.

In particolare, il codice genetico è formato da 64 triplette (o codoni), ossia da 64 combinazioni di tre basi azotate, ad esempio AAC, ATA, TCG e così via (in cui A corrisponde ad adenina, C a citosina, G a guanina e T a timina). A ogni tripletta corrisponde un amminoacido: considerando le triplette degli esempi citati, gli amminoacidi corrispondenti sono la leucina, la tirosina e la serina. Poiché gli amminoacidi sono venti, e le possibili triplette sono 64, ne deriva che diverse triplette devono corrispondere a uno stesso amminoacido. In effetti, per citare un esempio, le sei triplette UUA, UUG, CUU, CUC, CUA e CUG indicano l’amminoacido leucina, le due triplette AGU e AGC corrispondono alla serina, mentre il solo codone UGG è attribuito al triptofano. Vi sono tre triplette non-senso, che cioè non corrispondono ad alcun amminoacido e che pongono termine alla sintesi proteica, e una tripletta che costituisce un segnale di inizio della sintesi.

Perchè il codice genetico viene considerato universale

Il codice genetico viene definito universale, in quanto è comune a tutti i viventi, dagli animali alle piante, ai batteri; tale sistema di decodificazione delle istruzioni contenute nel genoma è presente anche nei virus; esso è anche detto ridondante, per il fatto che a un solo amminoacido possono corrispondere diverse triplette. La comprensione del codice genetico avvenne nel 1966, grazie alla collaborazione di numerosi ricercatori, tra i quali Marshall Niremberg.

Gene

Il gene è un unità ereditaria degli organismi viventi (procarioti ed eucarioti) e dei virus; controlla la presenza nell’individuo di un determinato carattere e ne permette la trasmissione ai discendenti. L’insieme dei geni di un organismo viene indicato come genoma o patrimonio ereditario.
I geni negli organismi sono formati da un particolare acido nucleico, l’acido desossiribonucleico, o DNA. Nelle cellule eucarioti, il DNA è contenuto all’interno del nucleo; esso è organizzato in cromosomi, ossia in strutture bastoncellari sulle quali i geni si trovano disposti linearmente, come fu dimostrato dal genetista statunitense Thomas Hunt Morgan. La posizione che ciascun gene occupa su un cromosoma è detto locus; questo termine viene a volte utilizzato al posto di gene. Poiché il DNA è una molecola caratterizzata da una sequenza di basi azotate, le proprietà che distinguono ciascun gene sono determinate dalla disposizione delle basi azotate presenti nel tratto di DNA che forma quel gene.

La struttura di un gene non è immutabile ma può modificarsi per effetto di fenomeni spontanei o attraverso procedimenti artificiali: tale modificazione prende il nome di mutazione (spontanea e indotta).

All’interno della cellula vi sono meccanismi di regolazione che permettono di inibire o promuovere l’attività di un gene e, quindi, la sintesi proteica. Sarebbe così possibile distinguere geni ad azione strutturale, ossia effettivamente codificanti per corrispondenti proteine, e geni regolatori, che avrebbero una funzione di controllo su quelli strutturali. I due scienziati francesi François Jacob e Jacques Monod nel 1961 esposero il modello dell’operone, per spiegare le interazioni regolatrici fra geni, in particolare fra quelli coinvolti nella sintesi di enzimi necessari in una stessa catena di reazioni chimiche (o via metabolica).

Sequenza DNA promotore – operatore

In base a tale modello, i geni strutturali sarebbero vicini fra loro e legati a una sequenza di DNA detta promotore e a un’altra detta operatore, in modo da formare una struttura detta operone. Il promotore e l’operatore non codificano per alcuna proteina. Se il gene regolatore è inattivo, al promotore dell’operone si lega l’enzima RNA polimerasi, che determina la trascrizione dei geni strutturali e, quindi, la successiva sintesi delle proteine per cui essi codificano. Se il gene regolatore si attiva, produce mediante trascrizione un RNA messaggero (repressore) che va a legarsi all’operatore; ciò rende impossibile il funzionamento dell’RNA polimerasi legata al promotore; si blocca di conseguenza la sintesi delle proteine. Il gene regolatore può trovarsi anche distante dall’operone su cui esercita la sua azione; la sua inattività è dovuta al fatto che il repressore da esso prodotto viene bloccato da una molecola detta induttore.