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Le basi chimiche della vita

Acidi nucleici

Gli acidi nucleici sono macromolecole di grande complessità, e sono così chiamati perché sono presenti nel nucleo delle cellule. Hanno grande importanza in biologia perché sono responsabili di funzioni fondamentali degli organismi viventi, come la trasmissione dell'informazione genetica di generazione in generazione e la sintesi delle proteine. Gli acidi nucleici sono polimeri di elevata massa molecolare, formati dalla combinazione di unità (monomeri) dette nucleotidi.

I nucleotidi sono a loro volta formati da:

  • un radicale fosforico (derivato dall'acido fosforico o gruppo fosfato);
  • uno zucchero monosaccaride pentoso;
  • una base azotata.

Le basi azotate sono cinque molecole costituite, oltre che da carbonio, ossigeno e idrogeno, da azoto in una struttura a un anello (basi puriniche: timina e citosina) o a due anelli (basi pirimidiniche: adenina, guanina e uracile).

Il radicale fosforico unisce tra di loro i vari nucleotidi, formando l'impalcatura delle catene macromolecolari degli acidi nucleici.

Oltre ai componenti degli acidi nucleici, vi sono altri nucleotidi importanti per alcune fondamentali funzioni biologiche, come indicato nella tabella 1.6.

Caratteristiche dell'acido desossiribonucleico, o DNA, sono lo zucchero desossiribosio e le quattro basi adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). La molecola di DNA è formata da due filamenti nucleotidici paralleli, uniti da legami a idrogeno e avvolti in una doppia spirale (modello a doppia elica). Il collegamento avviene tra le basi azotate dei due filamenti, che si abbinano a coppie esclusive "adenina-timina" e "citosina-guanina". Questa struttura permette alla molecola di DNA di replicarsi, cioè duplicarsi: la doppia elica si separa gradualmente e su ciascun filamento si riforma un filamento complementare, in modo da ottenere alla fine due doppie eliche uguali.

Le informazioni genetiche sono memorizzate nella molecola mediante un linguaggio chimico basato sull'ordine con cui si susseguono nel filamento di DNA le diverse basi azotate (codice genetico ); la lettura e la traduzione di questo linguaggio porta alla sintesi di specifiche proteine.

La molecola di acido ribonucleico, o RNA, è costituita dallo zucchero ribosio e dalle coppie di basi "adenina-uracile" e "citosina-guanina". Forma un unico filamento avvolto a elica. Esistono tuttavia vari tipi di RNA con funzioni specifiche:

  • RNA messaggero o m-RNA: è un filamento complementare a un filamento di DNA, su cui vengono trascritte le informazioni genetiche del DNA; si sposta dal nucleo, dove si trova il DNA, al citoplasma.
  • RNA di trasporto o t-RNA: è una molecola più piccola, in cui alcune basi si appaiano per certi tratti, conferendole così una forma particolare a "trifoglio"; si trova nel citoplasma, dove trasporta le specifiche molecole di amminoacido nella corretta sequenza per formare la catena polipeptidica.
  • RNA ribosomiale o r-RNA: forma, insieme a proteine, i ribosomi, i corpuscoli cellulari dove avviene la sintesi delle proteine .

Tab. 1.6: Principali nucleotidi

Principali nucleotidi
NUCLEOTIDE
STRUTTURA
LOCALIZZAZIONE E FUNZIONE
nucleotidi del DNA (acido desossiribonucleico) desossiribosio fosfato, adenina, guanina, citosina o timina nucleo; trasmissione dell'informazione genetica; sintesi delle proteine
nucleotidi dell'RNA (acido ribonucleico) ribosio fosfato adenina, guanina, citosina o uracile nucleo, citoplasma; sintesi delle proteine
ATP (adenosintrifosfato) adenosina (ribosio e adenina) 3 gruppi fosfato accumulatore di energia
NADP (nicotinammide-adenin- dinucleotide fosfato) adenosina (ribosio e adenina) 3 gruppi fosfato nicotinammide trasporto di ioni H+
FAD (flavin-adenin- dinucleotide) adenosina (ribosio e adenina) 2 gruppi fosfato flavina trasporto di ioni H+

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