Produzioni vegetali - i nucleotidi DNA

Nucleotidi

Un nucleotide è una molecola formata da un residuo di zucchero pentoso, una base azotata e uno o più residui di acido fosforico legati al C5 dello zucchero. Gli zuccheri pentosi sono il ribosio e il desossiribosio, dove quest’ultimo ha in corrispondenza del C2 un atomo di ossigeno in meno.

Le basi azotate si dividono in purine e pirimidine. Le purine sono costituite da due anelli eterociclici, cioè uno o più atomi appartenenti al legame sono diversi dal carbonio; di queste fanno parte l’adenina e la guanina. Le pirimidine, invece, hanno un solo anello eterociclico e sono la timina, la citosina e l’uracile.

Le basi azotate si appaiano sempre in modo esatto: infatti, adenina e timina si appaiano formando due legami H, mentre guanina e citosina formano tre legami H. I nucleotidi sono importanti mediatori del trasferimento di energia all’interno delle cellule e possono essere ATP (importante nello spendere e recuperare energia) e NAD, che trasporta elettroni tramite un doppio nucleotide. Essi, inoltre, sono utilizzati come messaggeri intracellulari o trasportatori equivalenti riducenti, importanti nelle reazioni redox.

I polinucleotidi si formano per eliminazione di una molecola di acqua tra il fosfato in posizione 5 e uno zucchero OH in posizione 3. A questo punto i polimeri hanno acquistato polarità e all’estremità 5 rimane libero un residuo di acido fosforico e all’estremità 3 un gruppo alcolico. Si crea uno scheletro zucchero-fosfato-zucchero-fosfato dal quale sporgono le basi azotate.

Esistono vari tipi di polinucleotidi, a singolo o doppio filamento; nei singoli si possono riconoscere i tre tipi di RNA, mentre nei doppi il DNA. Nel DNA, la distanza tra i due scheletri zucchero-fosfato è costante perché i due filamenti si appaiano sempre in modo che si fronteggino sempre una base purinica con una pirimidinica. Viene sempre affiancata una base grande a una piccola e i carboni 3 e 5 devono essere opposti. Questo è l’essenziale funzionamento per permettere che il DNA venga duplicato correttamente.

DNA

Il DNA è il depositario dell’informazione genetica ed è fondamentale che l’informazione venga trasmessa alle progenie nel modo più fedele possibile e sia resa operativa fedelmente. Queste caratteristiche sono rese possibili dall’esatto appaiamento delle basi azotate che portano a un’esatta replicazione (altro DNA) e trascrizione del materiale genetico.

Prima della replicazione, la doppia elica di DNA si apre per esporre i due filamenti separati all’azione del DNA polimerasi; i singoli nucleotidi si dispongono uno accanto all’altro secondo il fenomeno di completamento fra le basi, e nucleotidi adiacenti verranno legati.