Il DNA (acido deossiribonucleico) è un acido nucleico che fu isolato per la prima volta da Friedrich Miescher nel 1869. Si tratta di un polimero organico e costituisce insieme all’RNA una componente fondamentale delle strutture viventi. Il monomero fondamentale che lo compone viene detto nucleotide ed è costituito da tre elementi: uno zucchero pentoso (il deossiribosio), una base azotata (purina o pirimidina) che si lega allo zucchero pentoso con un legame N-glicosidico, e un gruppo fosfato, cioè un anione fosfato che abbia uno dei suoi quattro ossigeni legato a una molecola organica. Le basi azotate possono essere di quattro tipi: adenina (A), citosina (C), timina (T) e guanina (G).
La struttura del DNA è formata da due filamenti ed è tipicamente detta “a doppia elica”. Fu presentata per la prima volta nel 1953 dagli scienziati James Watson e Francis Crick che, proseguendo il lavoro di Rosalind Franklin, ottennero per i loro studi il Nobel per la medicina nel 1962. I due filamenti si legano tra loro mediante le basi azotate. I legami possono avvenire solo tra adenina e timina (A-T) e tra citosina e guanina (C-G).
All’interno del DNA si trova il genoma di un organismo. Una precisa porzione di genoma localizzato all’interno del DNA prende il nome di gene e ogni gene contiene informazioni necessarie per codificare delle molecole, ciascuna con la propria funzione.
I geni possono essere di tipo regolatore o di tipo strutturale.
I geni regolatori sono quelli che regolano l’attività di uno o più degli altri geni. La proteina per cui codifica un gene regolatore va a legarsi alla regione di controllo del gene da regolare e ne modula il funzionamento (attivandolo o inibendolo). Le proteine codificate con questa funzione hanno il nome di fattori di trascrizione e costituiscono la maggior parte delle proteine nucleari.
I geni di tipo strutturale sono quelli che codificano per un prodotto proteico che non sia un fattore di trascrizione, cioè un RNA. I geni strutturali danno origine a RNA messaggero che si traduce poi in catene polipeptidiche di cui i geni strutturali determinano l’esatto ordine della sequenza di amminoacidi.
La struttura così tipica del DNA fa sì che la codificazione dell’informazione biologica si basi sulla capacità di potersi esprimere mediante ogni possibile combinazione delle basi indicate con le lettere A T C G. Oltre al codice genetico il DNA contiene anche altri tipi di codice: il codice cromatinico, il codice regolativo, il codice epigenetico, il codice strutturale e il codice topologico.