Come faccio a distinguere tra cromosomi, geni e codice genetico?
Siccome mi sono scocciato di sentire giornalisti e scrittori usare codice genetico a sproposito, ecco la differenza tra le varie diciture.
Salto perché è lungo.
Tutte queste parole si riferiscono a qualcosa che ha a che fare con il DNA e con l'RNA.
Quando si guarda una cellula al microscopio si possono vedere alcune strutture interessanti, schematizzate qui
(fonte: 4.1: Cell Structure and Function)
Quello che ci interessa nel discorso è il nucleo. Al sui interno sono descritte due cose: il nucleolo e la cromatina. Il nucleolo ci interessa poco, è sostanzialmente dove vengono sintetizzati i ribosomi, ma lo possiamo ignorare. Quella che ci interessa è la cromatina.
La cromatina è l'insieme di tutto il DNA contenuto nel nucleo durante la vita normale della cellula. Quando la cellula si divide (va in mitosi o anche in meiosi), la cromatina si addensa in strutture più compatte chiamate cromosomi.
In pratica, i cromosomi sono il DNA compattato, unito a specifiche proteine, che si vede durante le fasi di divisione della cellula non batterica.
(fonte: Chromosomes- Definition, Structure, Types, Model, Functions)
Ora, lascia stare la riga di cromosomi sotto che descrivono eventi specifici, l'importante di questa immagine è il filamento che si vede uscire dal cromosoma: quello è il DNA, che normalmente non è impaccato come cromosoma ma è un groviglio di cromatina sciolto nel nucleo.
I geni sono una porzione specifica di DNA. Il DNA serve a dare le istruzioni per sintetizzare le proteine, e queste istruzioni sono appunto i geni.
(fonte: What is a gene?: MedlinePlus Genetics)
Non tutto il DNA è formato da geni. I geni, anzi, rappresentano la minima parte di tutto il filamento, la maggior parte del DNA è chiamato non codificante perché, appunto, non codifica per alcuna proteina, ma ha altre funzioni (strutturali, di regolazione e altro)
Ho parlato di regioni codificanti e non codificanti. Ma quindi dire DNA è come dire codice genetico? Assolutamente no!
Per parlare di codice genetico è più facile se passiamo all'RNA. Per sintetizzare una proteina, il gene sul DNA viene letto da alcune proteine che, contemporaneamente, su quel modello sintetizzano una molecola simile, l'RNA, capace di uscire dal nucleo e andare nel citoplasma della cellula, dove verrà agganciata dai ribosomi che, sulla base di quelle istruzioni, sintetizzeranno la proteina.
Le proteine sono fatte da 20 amminoacidi e sia il DNA, sia l'RNA, sono invece costituiti solo da quattro molecole diverse (3 in comune tra loro, una specifica per il DNA e una specifica per l'RNA); nell'RNA possiamo chiamarle U, A, C e G. Come fa una molecola formata da 4 lettere, diciamo così, a passare un messaggio che deve essere tradotto in qualcosa formato da 20 lettere? Facile: le lettere del messaggero si leggono in gruppi. Se prendiamo gruppi da 2, avendo 4 lettere abbiamo al massimo 16 combinazioni, ancora insufficienti per dare le istruzioni a qualcosa composto da 20 mattoni diversi. Quindi le istruzioni vengono lette a triplette.
L'RNA porta fuori dal nucleo le istruzioni del gene sotto forma di lunga catena che può essere letta come una sequenza di UAGAGUAGCCGCAUCAAUUACUA… Il ribosoma prende questa sequenza e la legge in triplette, associando a ogni tripletta un amminoacido che andrà a formare la proteina.
(fonte: File:Protein Synthesis Elongation.png - Wikimedia Commons)
Nell'immagine, le palline sono gli amminoacidi che andranno a formare la proteina, il ribosoma marrone legge il filamento di RNA e associa, a ogni tripletta, il suo amminoacido corrispondente.
Quindi, il codice genetico è il modo in cui l'RNA viene interpretato e tradotto dal ribosoma per costruire le proteine.
Questo è il codice genetico:
(fonte: Genetic Code)
Le varie UUU, UUC… sono le triplette che il ribosoma trova sull'RNA, dove invece trovi scritto Phe, Leu, Ile… sono i nomi degli amminoacidi.
Si dice che il codice è degenerato (ma, come diceva il mio libro di genetica: "questo non è un giudizio morale!"), perché non c'è una stretta corrispondenza tra le triplette, chiamate anche codoni, e gli amminoacidi: alcuni amminoacidi sono codificati da molte triplette.
Il codice genetico, infine, è universale, perché quasi tutta la vita conosciuta usa questo schema. Esistono eccezioni, ma si contano sulle dita delle mani, e dire che dai batteri all'uomo tutti usano questo schema, funghi, piante e amebe compresi, è una buona approssimazione.
Quindi il mio codice genetico è identico al tuo, perché usiamo lo stesso schema di lettura. Il mio genoma, il mio DNA, i miei geni, hanno invece una variabilità e distinguono me da te. La differenza non è nel codice, non è in come vengono letti, ma nella loro struttura.