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La chimica del carbonio

Acidi nucleici

Gli acidi nucleici sono composti formati da molecole di grandi dimensioni e complessità, così detti perché presenti nel nucleo cellulare di tutti gli organismi viventi. Rivestono straordinaria importanza biologica in quanto sono depositari dell'informazione genetica e della sua trasmissione di generazione in generazione, nonché responsabili della direzione e del controllo della sintesi delle proteine (sintesi proteica) necessarie alla vita degli organismi.

Vi sono due tipi di acidi nucleici: l'acido desossiribonucleico o DNA e l'acido ribonucleico o RNA. Sono entrambi polimeri di elevata massa molecolare, formati dalla combinazione di unità più semplici (monomeri) detti nucleotidi.

I nucleotidi sono a loro volta formati da tre componenti:

  1. un radicale fosforico (o gruppo fosfato);
  2. uno zucchero monosaccaride pentoso;
  3. una base azoto.

I nucleotidi del DNA e dell'RNA si distinguono per lo zucchero (desossiribosio nel DNA; ribosio nell'RNA) e per una delle quattro basi azotate che possono contenere (adenina, A, guanina, G, citosina, C e timina, T nel DNA; le prime tre più l'uracile, U, al posto della timina, nell'RNA).

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

DNA

La molecola del DNA è costituita da due filamenti di nucleotidi collegati da legami a idrogeno e avvolti in una doppia spirale (doppia elica). Il collegamento avviene tra le basi azotate dei due filamenti, che si abbinano a coppie esclusive ``adenina A - timina T (A-T)'' e ``citosina C- guanina G (C-G)''.

Questa particolare struttura permette al DNA di replicarsi (cioè duplicarsi) con relativa semplicità: le due eliche si separano gradualmente e su ciascuna può crescere un'altra elica, con la formazione infine di due doppie eliche uguali.

Le informazioni sono memorizzate secondo un ``linguaggio'' chimico, basato sull'ordine con cui si susseguono nella molecola del DNA le quattro diverse basi azotate (codice genetico).

Le informazioni sono trasmesse, tramite l'RNA, nei siti della cellula dove avviene la sintesi proteica, in modo che gli amminoacidi si uniscano tra di loro secondo un ordine ben determinato, tale da produrre una specifica proteina.

RNA

La molecola di RNA è formata da un solo filamento avvolto a elica. Esistono vari tipi di RNA con funzioni specifiche; i due principali sono l'RNA-messaggero (m-RNA) e l'RNA di trasporto (t-RNA). Sull'm-RNA vengono trascritte le informazioni del DNA, mentre il t-RNA deve tradurre le informazioni dell'm-RNA nella sintesi corretta delle proteine attraverso l'unione di amminoacidi nella giusta successione.

Tab. 20.3: Principali funzioni delle proteine

Tabella 20.3 PRINCIPALI FUNZIONI DELLE PROTEINE
funzione proteine
organizzazione del DNA nei cromosomi nucleoproteine (istoni, protamine)
difesa immunitaria glicoproteine (anticorpi o immunoglobuline)
trasporto di lipidi nel sangue lipoproteine
regolazione endocrina dell'attività di tessuti e organi ormoni (per esempio, insulina, adenocorticotropo, vasopressina, testosterone)
supporto meccanico; movimento muscolare, movimento di ciglia e flagelli; strutturazione della membrana cellulare proteine strutturali (per esempio, collagene, elastina, actina, miosina, proteine di membrana)
catalisi enzimatica enzimi (per esempio, DNA-polimerasi, piruvato deidrogenasi, glucosio 6-fostato deidrogenasi)
regolazione dell'espressione genica fattori induttori e repressori

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