Concetti Chiave
- Gli acidi nucleici, DNA e RNA, sono polimeri lineari che immagazzinano, trasmettono e utilizzano le informazioni genetiche.
- Il DNA è un polimero di grandi dimensioni che codifica e trasmette le informazioni ereditarie tra generazioni.
- Il DNA è costituito da un doppio filamento di nucleotidi uniti da legami a idrogeno tra basi azotate complementari.
- L'RNA è formato da una singola catena polinucleotidica e svolge un ruolo chiave nella sintesi proteica.
- I nucleotidi, unità monomeriche degli acidi nucleici, contengono zucchero pentoso, gruppo fosfato e base azotata.
Sono dei polimeri lineari, specializzati per il deposito, la trasmissione e l'utilizzazione dell'informazione genetica.
Ci sono due tipi di acidi nucleici:
- DNA: acido desossiribonucleico
- RNA: acido ribonucleico.
Indice
Struttura e funzione del DNA
Le molecole di DNA sono dei polimeri di grandi dimensioni, che codificano le informazioni ereditarie trasmettendole da una generazione all'altra.
Le informazioni che sono contenute nel DNA, sono utilizzate per la sintesi delle specifiche proteine attraverso la partecipazione dell'RNA.
Le informazioni biologiche scorrono dal DNA ad altre molecole di DNA nella riproduzione, mentre le attività cellulari non legate alla riproduzione, l'informazione passa dal DNA all'RNA e alla fine alle proteine (che sono le molecole responsabili delle funzioni cellulari).
Componenti dei nucleotidi
Gli acidi nucleici sono costituiti da delle unità monomeriche, i nucleotidi.
Il nucleotide è formato da:
- zucchero pentoso (ribosio o desossiribosio)
- gruppo fosfato
- base azotata.
Sono uniti da un legame covalente.
Le molecole dove non c'è il gruppo fosfato sono i nucleosidi.
Differenze tra DNA e RNA
Nel DNA lo zucchero pentoso è il desossiribsio, che è diverso dal ribosio (che è nell'RNA) perchè non ha un atomo di ossigeno.
Sia nel DNA che nell'RNA , lo scheletro della molecola è costituito da una serie di gruppi fosfatici e residui di zucchero che si alternano tra di loro (zucchero-fosfato-zucchero-fosfato); mentre le basi azotate che sono legate allo zucchero, sono dirette verso l'esterno.
Nella catena, i singoli nucleotidi sono uniti uno all'altro attraverso dei legami fosfodiestere, che si formano tra lo zucchero di un nucleotide e il fosfato del nucleotide successivo.
Le molecole dell'RNA sono costituite da una sola catena polinucleotidica; invece le molecole di dna sono a doppio filamento, dove le due catene sono unite tramite un legame a idrogeno, che si froma tra le basi azotate.
I due filamenti del DNA hanno direzione opposta, cosi che possono adattarsi meglio nello spazio tridimensionale.
Appaiamento delle basi azotate
Nel DNA ci sono 4 basi azotate e quindi solo 4 nucleotidi.
Le basi del DNA sono:
- adenina (A)
- guanina (G)
- citosina (C)
- timina (T).
Principio dell'appaiamento complementare delle basi: nel DNA appaiono sempre insieme adenina e timina, e citosina e guanina.
L'adenina e la guanina sono purine, costituite da due anelli fusi, mentre la citosinina e la guanina sono pirimidine, formate da un solo anello.
L'appaiamento di una base purinica (dimensioni maggiori), con una base pirimidica (dimensioni più piccole); da alla molecola più stabilità e dimensioni costanti per tutta la lunghezza.
Anche gli acidi ribonucleici sono costituiti da 4 nucleotidi, che sono:
- adenina
- guanina
- uracile
- citosina.
Anche se l'RNA è un singolo filamento, anche tra le molecole si può verificare la formazione di legami a idrogeno tra basi complementari.
Questi legami sono importanti nel determinare la forma di certe molecole di RNA, e per favorire le associazioni tra molecole di RNA durante la biosintesi delle proteine.
Il DNA è una molecola informazionale.
Nel DNA, l'informazione è codificata nella sequenza delle basi presenti nei suoi filamenti.
L'informazione codificata nelle sequenze TCGA, è diversa dall'informazione di CCAG.
Nel DNA l'informazione è data dalla sequenza delle basi.
Ruoli dei nucleotidi
I nucleotidi svolgono anche altre importanti ruoli come:
- ATP: adenosintrifosfato; agisce da trasduttore di energia in molte reazioni biochimiche;
- GTP: guanosintrifosfato; serve da fonte di energia nelle sintesi delle proteine;
- CAMP: adenosinmonofosfato ciclico; è uno speciale nucleotide, serve in molti processi, come per il meccanismo di azione di molti ormoni e la trasmissione da parte del sistema nervoso centrale.
Domande da interrogazione
- Quali sono i due tipi principali di acidi nucleici e le loro funzioni?
- Come sono strutturati i nucleotidi e qual è la differenza tra nucleotidi e nucleosidi?
- Qual è il principio dell'appaiamento complementare delle basi nel DNA?
- Quali sono le differenze strutturali tra DNA e RNA?
- Quali ruoli svolgono i nucleotidi oltre a formare acidi nucleici?
Gli acidi nucleici principali sono il DNA e l'RNA. Il DNA codifica e trasmette le informazioni ereditarie, mentre l'RNA partecipa alla sintesi delle proteine.
I nucleotidi sono formati da uno zucchero pentoso, un gruppo fosfato e una base azotata. I nucleosidi sono simili ma privi del gruppo fosfato.
Nel DNA, le basi azotate si appaiano in modo complementare: adenina con timina e citosina con guanina, garantendo stabilità alla molecola.
Il DNA è a doppio filamento con zucchero desossiribosio, mentre l'RNA è a singolo filamento con zucchero ribosio e contiene uracile al posto della timina.
I nucleotidi come ATP, GTP e CAMP agiscono come trasduttori di energia e partecipano a vari processi biochimici e di segnalazione cellulare.
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