Nucleotidi e acidi nucleici

Nucleotidi e acidi nucleici

Nucleotidi e acidi nucleici

Nucleotidi e acidi nucleici

Gli acidi nucleici, così detti perché scoperti per la prima volta nei nuclei delle cellule, sono dei polimeri formati da lunghe catene di nucleotidi, i monomeri del DNA e dell’RNA. Un nucleotide risulta formato da tre parti: un gruppo fosfato (PO₄^3-), uno zucchero pentoso (a cinque atomi di carbonio) e una base azotata (molecola con proprietà basiche e che contiene azoto). Il gruppo fosfato (PO₄^3-) è uno ione dell’acido fosforico (H₃PO₄) ed è la parte del nucleotide che possiede proprietà acide (da cui “acido” nucleico). Lo zucchero del nucleotide è il ribosio (un monosaccaride a 5 atomi di carbonio) oppure il desossiribosio (con un ossigeno in meno rispetto al ribosio).

Cinque sono le basi azotate che compongono i nucleotidi degli acidi nucleici e sono distinte in purine e pirimidine; le purine sono l’adenina e la guanina, mentre le pirimidine sono la citosina, la timina e l’uracile. I composti formati dall’insieme di uno zucchero pentoso e una base azotata purinica (adenina, guanina) o pirimidinica (citosina, timina, uracile) unite per mezzo di un legame glicosidico sono detti nucleosidi; i nucleosidi sono: adenosina, guanosina, citidina, timidina, uridina. I nucleosidi si ottengono per idrolisi degli acidi nucleici, mentre formano nucleotidi per aggiunta di un gruppo fosfato.

Si distinguono due tipi di acidi nucleici: l’acido desossiribonucleico (DNA) e l’acido ribonucleico (RNA), con il DNA che contiene lo zucchero desossiribosio, mentre l’RNA lo zucchero ribosio. Gli acidi nucleici sono rispettivamente polimeri di desossiribonucleosidi e ribonucleosidi uniti fra loro da gruppi fosfato. I nucleosidi del DNA contengono le basi purine adenina (A) e guanina (G) e le basi pirimidiniche timina (T) e citosina (C); nell’RNA, la base azotata uracile (U) della pirimidina sostituisce la timina.

La molecola del DNA (fig. 1.24) porta il messaggio genetico e risulta formata da due filamenti laterali collegati da barre trasversali, con i due filamenti che si avvolgono a formare una scala a forma di doppia elica. I filamenti della scala del DNA sono formati da una alternanza regolare tra gruppi fosfati e gli zuccheri dei nucleotidi. I "pioli" della scala sono costituiti da coppie complementari di basi azotate unite fra loro con legami a idrogeno; l’accoppiamento (due a due) è adenina con timina (A-T), citosina con guanina (C-G). Da tale sequenza di basi azotate dipende il tipo di informazione codificata nel DNA. Nella catena del DNA lunghe sequenze di nucleotidi (circa un migliaio) corrispondono a un gene, vale a dire a una porzione di filamento di DNA che codifica per una specifica funzione (come l’istruzione per sintetizzare una proteina come la miosina o un ormone come l’insulina). Ciascuna cellula umana nucleata ha 46 cromosomi con circa 30 000 geni da cui dipendono i caratteri ereditari e che controllano le attività cellulari per tutto l’arco vitale. Il cambiamento che può verificarsi nella sequenza delle basi azotate di un gene viene detta mutazione; le mutazioni sono coinvolte nel cancro, i difetti genetici ereditari e la morte della cellula.

Figura 1.24

La struttura del DNA.