Concetti Chiave
- Gli acidi nucleici, DNA e RNA, sono polimeri lineari che gestiscono l'informazione genetica.
- Il DNA è costituito da due filamenti che si uniscono tramite legami a idrogeno tra le basi azotate, mentre l'RNA è un singolo filamento.
- Le basi azotate del DNA includono adenina, guanina, citosina e timina, mentre nell'RNA ci sono adenina, guanina, uracile e citosina.
- I nucleotidi, che compongono gli acidi nucleici, consistono in uno zucchero pentoso, un gruppo fosfato e una base azotata.
- I nucleotidi hanno anche funzioni energetiche importanti, come ATP e GTP, partecipando a reazioni biochimiche fondamentali.
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.
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
- Qual è la principale funzione del DNA?
- Quali sono le differenze principali tra DNA e RNA?
- Cosa sono i nucleotidi e quali sono i loro componenti?
- Come avviene l'appaiamento delle basi azotate nel DNA?
- Quali ruoli svolgono i nucleotidi oltre a formare acidi nucleici?
Il DNA è un polimero che codifica le informazioni ereditarie, trasmettendole da una generazione all'altra e utilizzandole per la sintesi delle proteine attraverso l'RNA.
Il DNA contiene desossiribosio e ha una struttura a doppio filamento, mentre l'RNA contiene ribosio e ha una struttura a singolo filamento. Inoltre, le basi azotate nel DNA includono timina, mentre nell'RNA c'è uracile.
I nucleotidi sono le unità monomeriche degli acidi nucleici, formati da uno zucchero pentoso, un gruppo fosfato e una base azotata, uniti da legami covalenti.
Nel DNA, l'adenina si appaia sempre con la timina e la citosina con la guanina, seguendo il principio dell'appaiamento complementare, che conferisce stabilità alla molecola.
I nucleotidi come ATP, GTP e cAMP hanno ruoli cruciali come trasduttori di energia e partecipano a processi biochimici e nella trasmissione di segnali nel sistema nervoso centrale.
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