Esplorazione dettagliata della struttura e funzione dei nucleotidi

In questo appunto viene descritto che cosa sia il nucleotide. E' presente all'interno un’analisi precisa della struttura dei nucleotidi, con una spiegazione delle basi azotate, dello zucchero pentoso e del gruppo fosfato. Infine vengono presentati due esempi di nucleotidi, l’ATP e ADP in modo da rendere più chiaro l’argomento. In riferimento al nucleotide si descrive la sua struttura, l'ATP e anche l'ADP.

Indice:

Le caratteristiche del nucleotide

La struttura del nucleotide

La definizione di ATP

La definizione di ADP

Struttura del nucleotide

All’inizio del Novecento si scoprì che gli acidi nucleici, DNA (acido desossiribonucleico) e RNA (acido ribonucleico) erano composti dai cosiddetti nucleotidi.

Il nucleotide è una molecola costituita da una base azotata, un fosfato (acido fosforico) e da uno zucchero pentoso, costituito cioè da cinque atomi di carbonio.

Il nucleotide è un “mattone” dei due acidi nucleici.

Essi sono allineati lungo un unico filamento, per quanto riguarda l’ RNA, mentre nel caso del DNA sono appaiati in un doppio filamento.

Basi azotate e loro ruolo

Ecco informazioni sulla struttura del nucleotide:

1. Base azotata:

A seconda della base azotata che un nucleotide contiene, ne esistono quattro diversi tipi.

Le basi azotate del DNA sono: adenina (A), timina (T), citosina (C), e guanina (G).

Nel caso dell’RNA le basi azotate sono le stesse per quanto riguarda l’adenina, la citosina e la guanina, mentre invece la timina è sostituita dall’ uracile (U).

Le molecole delle basi azotate sono simili a due a due: timina e citosina sono costituite da un solo anello e fanno parte di un gruppo di molecole chiamate pirimidine; adenina e guanina, che presentano due anelli diversi, vengono chiamate invece purine.

Le basi azotate sono complementari, in quanto, in modo specifico, A si lega con T (sostituita da U nel caso dell’ RNA) con due legami a idrogeno e C con G con tre legami a idrogeno.

Il loro appaiamento complementare è fondamentale perché permette al DNA di produrre una copia di se stesso nella fase della duplicazione, trasferendo le propria informazione genetica all’ RNA.

Inoltre queste molecole sono chiamate basi perché, aggiunte ad una soluzione, ne innalzano il pH (= grandezza fisica che indica l’acidità di gas e liquidi).

Esse sono inserite rivolte tutte all’ interno della struttura sia del DNA che dell’RNA.

2.

Zucchero pentoso e fosfato

Nel nucleotide esiste anche lo zucchero pentoso:

-È uno zucchero costituito da cinque atomi di carbonio.

-Nel caso del DNA, i nucleotidi contengono lo zucchero pentoso desossiribosio.

-Nel caso dell’RNA, lo zucchero contenuto prende il nome di ribosio.

3. Fosfato (acido fosforico):

L’ acido fosforico di un nucleotide è ciò che permette al nucleotide stesso di ottenere un carattere decisamente acido.

I gruppi fosfato sono uniti con gli zuccheri con legami covalenti (= legami chimici in cui due atomi mettono in comune delle coppie di elettroni) e vanno a formare così lo scheletro della molecola.

Funzione energetica dell'ATP

È il nucleotide trasportatore di energia delle cellule.

È una molecola composta dalla base azotata adenina, dallo zucchero pentoso ribosio e da tre gruppi fosfato legati tra di loro.

vInsieme l’adenina e il ribosio prendono il nome di adenosina.

I tre gruppi fosfato hanno carica elettrica negativa e, proprio perché cariche di uno stesso tipo tendono a respingersi reciprocamente, tra di loro c’ è una forza di repulsione.

Essi hanno bisogno di energia per cercare di vincere questo loro respingersi a vicenda e questo rende la molecola stessa dell’ ATP molto instabile.

L’ ATP possiede un alto livello di energia per la presenza dei legami tra i due gruppi fosfati più esterni, i più instabili, che sono facilmente idrolizzati (= sostanza che ha subito la idrolisi, reazione chimica in cui le molecole vengono divise in più parti per mezzo dell’acqua).

La rottura dei legami tra i gruppi fosfato causa la liberazione di tale energia.

L’ATP riesce a svolgere una funzione di moneta energetica cellulare, proprio perché ha il ruolo fondamentale di rifornire le reazioni che richiedono energia.

Le cellule si servono di questa energia per svolgere diversi processi, come la sintesi delle macromolecole.

In particolare nelle cellule muscolari l’ energia viene impiegata per la contrazione muscolare.

Nelle cellule nervose è usata per la conduzione nervosa (= fenomeno che riguarda la trasmissione, attraverso l’assone di un neurone, dell’ impulso che viene generato dalla cellula stessa quando viene eccitata).

Il nucleotide dell’ATP viene prodotto a partire dalle biomolecole introdotte con la alimentazione (carboidrati in particolar modo).

Ciclo dell'ATP e ADP

È un nucleotide che deriva dalla scissione dell’ATP.

Quando in una molecola di ADP, un legame di gruppo fosfato viene idrolizzato, si formano ADP e una molecola di gruppo fosfato.

L’ ADP e il gruppo fosfato insieme sono più stabili dell’ATP, perciò, una volta prodotti dalla reazione dell’idrolisi, liberano energia.

L’ADP può a sua volta perdere un gruppo fosfato, trasformandosi così in AMP (adenosin - monofosfato).

La ciclica scissione in ADP (e talvolta in AMP) e rigenerazione dell’ ATP prende il nome di ciclo dell’ATP.

Progetto Alternanza Scuola lavoro