Acidi nucleici: DNA E RNA

Acidi nucleici: DNA e RNA

Introduzione al DNA e RNA

DNA = DesossiriboNucleico

RNA = RiboNucleico

Funzione del DNA

Il DNA contiene, conserva e trasmette informazione genetica da cellula madre a cellule figlie o da genitori a prole. Questa informazione viene trascritta sull'RNA, che la copia e la trasporta nei compartimenti adibiti alla sintesi proteica quando necessario. Durante la traduzione, il messaggio portato dall'RNA viene decodificato con la formazione della proteina. Il messaggio dell'RNA deve passare a una sequenza di aminoacidi e l'informazione parte dal DNA specifico.

Esperimenti storici

Johann Friedrich Miescher (1871)

Studi sulla natura chimica del nucleo cellulare che portano all'isolamento del DNA dal pus e alla coniazione del termine "acido nucleico".

Esperimenti di Griffith (1928)

Le cellule morte di Streptococcus pneumoniae di forma virulenta conferivano la virulenza a cellule non virulente. Questo dimostrava che una sostanza presente nel ceppo virulento poteva modificare in modo permanente, cioè trasformare, il ceppo innocuo.

Avery, MacLeod e McCarty (1944)

Identificazione del DNA quale principio trasformante. I cromosomi sono molecole di DNA. Utilizzo di tecniche chimiche e biochimiche per isolare le varie componenti iniettandole nei topi.

Composizione chimica del DNA e RNA

Il nucleotide è il monomero degli acidi nucleici e consiste di tre parti: uno zucchero pentoso (5 atomi di carbonio) (ribosio nell'RNA o desossiribosio nel DNA), un gruppo fosforico e una base azotata, con il fosfato legato al C5’ dello zucchero pentoso e la base al C1.

Nucleotide (DNA)

• Base azotata + zucchero + PO₄ (gruppo fosforico)
• Basi azotate si legano a DNA:
  • Desossiadenosinatrifosfato (dATP)
  • Desossitimidinatrifosfato (dTTP)
  • Desossiguanosinatrifosfato (dGTP)
  • Desossicitidinatrifosfato (dCTP)

Nucleotide (RNA)

• Base azotata + zucchero ribosio + PO₄
• ATP, UTP, GTP, CTP (Adenosinatrifosfato, Uridinatrifosfato, Guanosinatrifosfato, Citidinatrifosfato)

Nucleoside

Base azotata + zucchero

• DNA: Adenosina, Guanosina, Citidina, Timidina
• RNA: Adenosina, Guanosina, Citidina, Uridina

Tipi di basi azotate

• Basi puriniche: anelli aromatici con 2 anelli (Adenina e guanina)
• Basi pirimidine: Timina, uracile, citosina

Legame fosfodiesterico

Il legame tra tanti nucleotidi avviene quando i fosfati uniscono le posizioni 3’ e 5’ di residui di zuccheri successivi, formando un legame covalente generato dalla DNA polimerasi o RNA polimerasi. Questo può essere scisso enzimaticamente da enzimi come DNasi o RNasi.

Scoperta della struttura del DNA

I quattro principali attori nella scoperta della struttura della doppia elica del DNA, resa possibile grazie a studi di cristallografia ai raggi X nel 1953, sono James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins, che hanno ricevuto il Premio Nobel della Fisiologia.