La genetica è lo studio dell’ereditarietà, ovvero del modo in cui determinate caratteristiche passano dai genitori ai figli, o giovani. Ogni tipo di pianta e animale produce piccoli della propria specie e i piccoli tendono ad assomigliare ai genitori.

Tuttavia, la prole di solito non è esattamente uguale ai genitori. Per esempio, il colore dei capelli o l’altezza possono essere diversi. Ebbene, la genetica spiega come la prole acquisisca alcune caratteristiche dei genitori, o tratti, ma non altre.

Geni, cromosomi e riproduzione

I geni sono le unità di base dell’ereditarietà: contengono informazioni su un essere vivente, compresi i suoi tratti. I geni esistono all’interno delle cellule che compongono gli esseri viventi. Strutture filiformi chiamate cromosomi trasportano i geni: ogni cromosoma è costituito principalmente da una sostanza chiamata acido desossiribonucleico, o DNA.

I geni sono brevi sezioni di DNA. Nell’uomo la maggior parte delle cellule ha 23 coppie di cromosomi, ovvero 46 in tutto. Le cellule sessuali – spermatozoi e ovociti – hanno ciascuna una sola serie di 23 cromosomi e questo è dovuto al modo in cui funziona la riproduzione.

Ogni bambino umano nasce da una cellula uovo della madre. Prima, però, una cellula spermatica del padre deve entrare nell’ovulo. Quando questo avviene, i cromosomi dello spermatozoo si uniscono a quelli dell’ovulo. Insieme formano 23 coppie di cromosomi. L’ovulo inizia quindi a dividersi in continuazione per diventare un bambino. Man mano che il bambino cresce, ogni sua cellula riceve una copia dei cromosomi originali.

Maschio o femmina?

Una coppia di cromosomi in un bambino fa sì che sia un maschio o una femmina: questa coppia è costituita da cromosomi denominati X o Y. Gli spermatozoi hanno un cromosoma X o un cromosoma Y a scelta. Una cellula uovo, invece, ha sempre un cromosoma X. Pertanto, quando uno spermatozoo si unisce a un ovulo, la nuova cellula ha un cromosoma X e uno Y o due cromosomi X. Una cellula con un cromosoma X e uno Y produce un maschio. Una cellula con due cromosomi X produce una femmina.

Come si ereditano

i tratti I cromosomi di un bambino portano una serie di geni del padre e un’altra serie della madre: questi geni lavorano insieme per produrre i tratti del bambino e ogni gene ha un compito speciale, ad esempio quello di dare colore agli occhi del bambino. Alcuni geni sono dominanti, ovvero più forti di altri. Un bambino può ricevere un gene per gli occhi marroni dal padre e un gene per gli occhi azzurri dalla madre. Poiché il gene degli occhi marroni è dominante, assume il compito di colorare gli occhi del bambino. Un bambino ha gli occhi azzurri solo se riceve due geni per gli occhi azzurri, uno da ciascun genitore.

I figli degli stessi genitori possono presentare tratti diversi, perché ogni genitore è portatore di due geni per ogni compito, ma ne trasmette solo uno a ciascun figlio. Il padre, ad esempio, può avere un gene per gli occhi marroni e uno per gli occhi azzurri. Il primo figlio può avere il gene per gli occhi marroni. Il secondo figlio può avere il gene degli occhi azzurri. Esistono due tipi di gemelli: i gemelli identici e i gemelli fraterni. I gemelli identici hanno esattamente gli stessi tratti perché hanno esattamente gli stessi geni. I gemelli identici si formano da un ovulo che si è unito a uno spermatozoo: l’ovulo si divide a metà e ogni metà cresce in un bambino separato.

I gemelli fraterni hanno una serie di geni diversi. Questo perché si formano da due ovuli separati che si sono uniti a due spermatozoi diversi.

Problemi genetici

A volte un gene non funziona come dovrebbe o funziona in modo dannoso. Il risultato può essere un difetto in una parte del corpo o una malattia. Una condizione chiamata albinismo ne è un esempio: si verifica quando il gene che controlla la produzione di sostanze coloranti da parte dell’organismo non funziona correttamente. Le persone affette da questa condizione nascono senza colore negli occhi, nei capelli o nella pelle. La distrofia muscolare è invece una malattia causata da un gene difettoso. La malattia causa l’indebolimento dei muscoli nel tempo.

Storia della genetica

Negli anni Cinquanta e Sessanta dell’Ottocento, un monaco austriaco di nome Gregor Mendel studiò le piante di piselli nel suo giardino. Scoprì che esistevano delle regole per il passaggio dei caratteri da una generazione all’altra di piante di pisello. Le regole sono le stesse per ogni pianta e animale. Durante la sua vita nessuno capì quanto fossero importanti queste scoperte.

Nel 1900, però, si riscoprì ulteriormente il lavoro di Mendel e da quel momento in poi, la nuova scienza della genetica si sviluppò rapidamente. Nel 1953 gli statunitensi James Watson e Francis Crick scoprirono la struttura del DNA. I loro studi aiutarono gli scienziati a capire come funzionano i geni e come creano copie di se stessi. A metà degli anni ’70, gli scienziati avevano imparato a localizzare, rimuovere e inserire geni specifici nel DNA.

Negli anni ’90 gli scienziati erano in grado di clonare gli animali, ovvero di produrre animali che hanno esattamente lo stesso DNA di un altro animale. Nel 1996 alcuni ricercatori scozzesi hanno prodotto il primo clone di un mammifero adulto, una pecora. Alcuni scienziati hanno lavorato per clonare gli esseri umani. Ma altri consideravano questo lavoro pericoloso e sbagliato. Nel 2003 un gruppo di ricercatori ha portato a termine un progetto per identificare e localizzare tutti i geni del DNA umano. I risultati aiuteranno gli scienziati nello studio della biologia e della medicina umana.