Il DNA (acido desossiribonucleico) è un tipo di macromolecola noto come acido nucleico. Ha la forma di una doppia elica attorcigliata ed è composto da lunghi filamenti di zuccheri alternati e gruppi fosfato, insieme a basi azotate (adenina, timina, guanina e citosina). Il DNA è organizzato in strutture chiamate cromosomi e alloggiate all'interno del nucleo delle nostre cellule. Il DNA si trova anche nei mitocondri cellulari.
Il DNA contiene le informazioni genetiche necessarie per la produzione di componenti cellulari, organelli e per la riproduzione della vita. La produzione di proteine è un processo cellulare vitale che dipende dal DNA. Le informazioni contenute nel codice genetico vengono trasmesse dal DNA all'RNA alle proteine risultanti durante la sintesi proteica.
Il DNA è composto da una spina dorsale zucchero-fosfato e basi azotate. Nel DNA a doppio filamento, le basi azotate si accoppiano. Coppie di adenina con timina (A) e coppie di guanina con citosina (G-C). La forma del DNA ricorda quella di una scala a chiocciola. In questa doppia forma elicoidale, i lati della scala sono formati da fili di zucchero desossiribosio e molecole di fosfato. I gradini delle scale sono formati dalle basi azotate.
La forma a doppia elica contorta del DNA aiuta a rendere questa molecola biologica più compatta. Il DNA viene ulteriormente compresso in strutture chiamate cromatina in modo che possa adattarsi all'interno del nucleo. La cromatina è composta da DNA avvolto da piccole proteine note come istoni. Gli istoni aiutano a organizzare il DNA in strutture chiamate nucleosomi, che formano le fibre di cromatina. Le fibre di cromatina vengono ulteriormente arrotolate e condensate in cromosomi.
La forma a doppia elica del DNA rende possibile la replicazione del DNA. Nella replicazione, il DNA crea una copia di se stesso per trasmettere informazioni genetiche alle cellule figlie di nuova formazione. Affinché avvenga la replicazione, il DNA deve svolgersi per consentire alle macchine di replicazione cellulare di copiare ogni singolo filamento. Ogni molecola replicata è composta da un filo della molecola di DNA originale e da un filo appena formato. La replica produce molecole di DNA geneticamente identiche. La replicazione del DNA si verifica nell'interfase, uno stadio prima dell'inizio dei processi di divisione della mitosi e della meiosi.
La traduzione del DNA è il processo per la sintesi delle proteine. Segmenti di DNA chiamati geni contengono sequenze o codici genetici per la produzione di proteine specifiche. Affinché avvenga la traduzione, il DNA deve prima svolgersi e consentire la trascrizione del DNA. Nella trascrizione, il DNA viene copiato e viene prodotta una versione RNA del codice DNA (trascrizione RNA). Con l'aiuto dei ribosomi cellulari e del trasferimento di RNA, la trascrizione dell'RNA viene sottoposta a traduzione e sintesi proteica.
Qualsiasi cambiamento nella sequenza dei nucleotidi nel DNA è noto come mutazione genetica. Questi cambiamenti possono influenzare una singola coppia di nucleotidi o segmenti genici più grandi di un cromosoma. Le mutazioni geniche sono causate da mutageni come sostanze chimiche o radiazioni e possono anche derivare da errori commessi durante la divisione cellulare.