L'unità fondamentale dell'ereditarietà è conosciuta come gene. I geni sono segmenti di DNA che contengono le istruzioni per costruire le proteine che determinano i tratti e le caratteristiche di un organismo. In sostanza, fungono da mattoni fondamentali dell'informazione biologica. I geni vengono ereditati dai genitori alla prole e sono organizzati in strutture chiamate cromosomi, che risiedono all'interno delle cellule degli organismi viventi.
Gli esseri umani hanno circa 20.000-25.000 geni, le cui sequenze sono composte da nucleotidi. Questi nucleotidi sono i mattoni del DNA e sono rappresentati dalle lettere A (adenina), T (timina), C (citosina) e G (guanina). L'ordine specifico di questi nucleotidi determina non solo le caratteristiche di un organismo, ma anche come i geni funzionano e interagiscono tra loro.
Uno degli aspetti più intriganti della genetica è il concetto di alleli, che sono diverse versioni di un gene che possono produrre variazioni in un tratto. Ad esempio, un gene che determina il colore dei fiori di una pianta potrebbe avere più alleli: uno per i fiori rossi, uno per i fiori gialli e uno per i fiori blu. La combinazione di alleli che un individuo riceve dai genitori determinerà il reale colore dei fiori che produce.
I geni possono anche essere dominanti o recessivi. Un allele dominante maschererà generalmente l'effetto di un allele recessivo quando entrambi sono presenti in un individuo, influenzando quali tratti vengono espressi. Questo è un principio fondamentale dell'ereditarietà mendeliana, così chiamato in onore di Gregor Mendel, che ha condotto lavori pionieristici sull'ereditarietà dei tratti nelle piante di pisello nel XIX secolo.
Recenti progressi nella ricerca genetica, in particolare la mappatura del genoma umano, hanno consentito agli scienziati di comprendere più a fondo come funzionano i geni e come interagiscono con i fattori ambientali. Questo ha aperto la strada a innovazioni come la terapia genica, in cui i geni difettosi possono essere riparati o sostituiti per combattere vari disturbi genetici. Lo studio dei geni gioca anche un ruolo cruciale in aree come l'agricoltura, dove comprendere la genetica delle piante può portare allo sviluppo di colture più resistenti.
In sintesi, i geni sono centrali in biologia e nell'ereditarietà. Contengono il codice che influenza lo sviluppo, il funzionamento e la riproduzione di tutti gli esseri viventi. Comprendere i geni favorisce intuizioni sul mondo biologico e ha importanti implicazioni per la medicina, l'agricoltura e la biologia evolutiva.