Per comprendere i geni e la loro funzione biologica nell’ereditarietà, è necessario comprendere la composizione chimica e la struttura del DNA. Sebbene alcuni virus portino le loro informazioni genetiche sotto forma di acido ribonucleico (RNA), la maggior parte delle forme di vita superiori trasporta informazioni genetiche sotto forma di DNA, la molecola che costituisce i cromosomi.,

La molecola di DNA completa è spesso indicata come il progetto per la vita perché porta tutte le istruzioni, nella formazione dei geni, per la crescita e il funzionamento della maggior parte degli organismi. Questa molecola fondamentale è simile nell’aspetto a una scala a chiocciola, che è anche chiamata doppia elica. I lati della scala a doppia elica del DNA sono costituiti da molecole alternate di zucchero e fosfato, come collegamenti in una catena., I gradini, o gradini, del DNA sono costituiti da una combinazione di quattro basi contenenti azoto-due purine (adenina e guanina ) e due pirimidine (citosina e timina ). Le quattro lettere che designano queste basi (A, G, C e T) sono l’alfabeto del codice genetico. Ogni gradino della molecola di DNA contiene una combinazione di due di queste lettere, una sporgente da ciascun lato. In questo codice genetico, A si combina sempre con T e C con G per creare quella che viene chiamata coppia di basi. Sequenze specifiche di queste coppie di basi, che sono legate insieme da atomi di idrogeno, costituiscono i geni.,

Mentre un alfabeto di quattro lettere può sembrare piuttosto piccolo per costruire il vocabolario completo che descrive e determina la miriade di forme di vita sulla Terra, le sequenze o l’ordine di queste coppie di basi sono quasi illimitate. Ad esempio, varie sequenze o pioli che compongono un semplice gene a sei basi potrebbero essere ATCGGC, o TAATCG, o AGCGTA, o ATTACG, e così via. Ognuna di queste combinazioni ha un significato diverso. Diverse sequenze forniscono il codice non solo per il tipo di organismo, ma anche per tratti specifici come i capelli castani e gli occhi azzurri., Più un organismo è complesso, dai batteri all’uomo, più gradini o sequenze genetiche appaiono sulla scala. L’intero corredo genetico di un essere umano, ad esempio, può contenere 120 milioni di coppie di basi, con l’unità genica media che è lunga da 2.000 a 200.000 coppie di basi. Fatta eccezione per i gemelli identici, non ci sono due esseri umani hanno esattamente le stesse informazioni genetiche.

L’informazione genetica viene duplicata durante il processo di replicazione del DNA, che inizia poche ore prima dell’inizio della divisione cellulare (mitosi)., Per produrre informazioni genetiche identiche durante la mitosi, i legami idrogeno che tengono insieme le due metà della scala del DNA si decomprimono, in presenza di proteine chiamate elicasi, per esporre singoli filamenti di DNA. Questi vecchi fili fungono da modelli per creare nuove molecole di DNA. La replicazione è iniziata da questa separazione del DNA e richiede brevi frammenti di DNA (primer) per avviare la sintesi di un nuovo filamento di DNA da parte di specifici enzimi cellulari chiamati DNA polimerasi., Il DNA raramente muta durante la replicazione, poiché gli enzimi di correzione delle bozze e di “riparazione” assicurano che eventuali errori vengano rapidamente riparati per proteggere l’accuratezza delle informazioni genetiche. Una volta completato, ogni nuova metà della scala del DNA ha le informazioni identiche a quella vecchia. Ciò si ottiene dal fatto che T si combina sempre con A e C con G, quindi se il modello avesse una sequenza ATGCTG il secondo filo appena realizzato sarà TACGAC. Quando la mitosi cellulare è completata, ogni nuova cellula contiene una replica esatta del DNA.,

Le cellule contengono centinaia di proteine diverse e le sue funzioni dipendono da quale delle migliaia di tipi di proteine diverse contiene. Le proteine sono costituite da catene di aminoacidi. La disposizione degli amminoacidi per costruire proteine specifiche è determinata dalla sequenza basepair contenuta o codificata nel DNA. Questa informazione genetica deve essere convertita in proteine che costruiscono oltre la metà di tutti i tessuti del corpo solido e controllano la maggior parte dei processi biologici all’interno e tra questi tessuti., Ciò si ottiene utilizzando il codice genetico, che è un insieme di 64 terzine di basi (chiamate codoni) corrispondenti a ciascun amminoacido e ai segnali di inizio e fine per la sintesi proteica.

Poiché i siti di produzione di proteine si trovano al di fuori del nucleo cellulare, le istruzioni per produrli devono essere trasportate fuori dal nucleo. Il messaggero che trasporta queste istruzioni è l’RNA messaggero, o mRNA (una molecola a singolo filamento che ha un’immagine speculare delle coppie di basi sul DNA)., mRNA è fatto nel nucleo durante un processo chiamato trascrizione e una singola molecola di RNA porta istruzioni per fare una sola proteina. Dopo essere stato esportato fuori dal nucleo viene trasportato ai ribosomi, che sono le fabbriche di proteine nella cellula. Nei ribosomi le informazioni provenienti dall’mRNA vengono decodificate per produrre una proteina. Questo processo è chiamato traduzione. Il flusso di informazioni è solo un modo dal DNA all’RNA e alle proteine. Pertanto le caratteristiche acquisite durante la vita di un organismo, come i muscoli più grandi o la capacità di suonare il pianoforte, non possono essere ereditate., Tuttavia, le persone possono avere geni che rendono più facile per loro acquisire questi tratti attraverso l’esercizio o la pratica.