In questa lezione impareremo
Gli acidi nucleici sono grandi biomolecole che sono molto importanti per la continuità della vita. Questi si trovano nel nucleo e nel citoplasma di una cellula. Sono responsabili del controllo delle importanti attività cellulari biosintetiche e del trasporto di informazioni ereditarie da una generazione all'altra. Pertanto, gli acidi nucleici sono macromolecole della massima importanza.
Sono composti chimici presenti in natura che possono essere scomposti per produrre acido fosforico, zuccheri e una miscela di basi organiche (purine e pirimidina).
Sono associati ai cromosomi. Trasmettono informazioni diverse al citoplasma.
Esistono due tipi principali di acidi nucleici: acido desossiribonucleico (DNA) e acido ribonucleico (RNA).
Il DNA costituisce il materiale genetico di tutti gli organismi viventi, dai batteri unicellulari ai mammiferi pluricellulari. Negli eucarioti si trova nel nucleo, nei cloroplasti e nei mitocondri. Nei procarioti, non è racchiuso in un involucro membranoso, ma piuttosto fluttua liberamente all'interno del citoplasma. L'intero contenuto genetico di una cellula è noto come il suo genoma e lo studio dei genomi è la genomica.
Tutte le informazioni genetiche o ereditarie in una cellula sono immagazzinate in forma codificata in molecole note come DNA. Le informazioni genetiche o ereditarie si riferiscono a tutte le informazioni necessarie per riprodurre e mantenere un nuovo organismo. Il DNA viene replicato e distribuito alle cellule figlie durante la divisione cellulare. Pertanto, le informazioni ereditarie vengono trasmesse da una cellula all'altra e da una generazione di un organismo all'altra.
Il DNA è il principale deposito di informazioni genetiche. Attraverso la trascrizione, l'informazione viene trasmessa nelle molecole di RNA . Il processo di traduzione dell'RNA porta alla sintesi delle proteine. L'RNA aiuta nell'espressione di queste informazioni come modelli specifici di sintesi proteica. RNA è il materiale genetico di alcuni virus, ma si trova anche in tutte le cellule viventi, dove svolge un ruolo importante in alcuni processi come la produzione di proteine.
Nelle cellule superiori, il DNA si trova principalmente nel nucleo come parte dei cromosomi. Piccole quantità di DNA si trovano nel citoplasma nei cloroplasti e nei mitocondri. L'RNA è presente sia nel citoplasma che nel nucleo. L'RNA è sintetizzato nel nucleo e la sintesi proteica avviene nel citoplasma.
Gli acidi nucleici sono costituiti da zucchero (pentoso), acido fosforico e basi azotate (pirimidine e purine). Una molecola di acido nucleico ha un polimero lineare in cui i nucleotidi sono uniti insieme attraverso un fosfodiestere o un legame.
Di seguito è riportata un'illustrazione del nucleotide del DNA:
Di seguito è riportata un'illustrazione del nucleotide dell'RNA:
Discutiamo ciascuna delle tre unità di acidi nucleici:
Zucchero pentoso
Ci sono due tipi fondamentali di zucchero negli acidi nucleici:
La differenza tra gli zuccheri in presenza del gruppo ossidrile sul secondo carbonio del ribosio e l'idrogeno sul secondo carbonio del desossiribosio. Gli atomi di carbonio della molecola di zucchero sono numerati come 1', 2', 3', 4' e 5' (1' letto come "un numero primo")
Gruppo fosfato
Questi sono collegati all'atomo di carbonio numero 5 della molecola di zucchero.
Base azotata
Le basi azotate sono molecole organiche e sono così chiamate perché contengono carbonio e azoto.
Le basi azotate sono: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T) in una molecola di DNA e uracile (U) in una molecola di RNA. L'uracile si trova solo nell'RNA invece della timina nel DNA. Ogni base è collegata all'atomo di carbonio numero 1 della molecola di zucchero. Gli acidi nucleici differiscono rispetto alla differenza delle basi azotate che li costituiscono.
Adenina e guanina sono classificate come purine. La struttura primaria di una purina è costituita da due anelli carbonio-azoto. La citosina, la timina e l'uracile sono classificate come pirimidine che hanno un singolo anello carbonio-azoto come struttura primaria. Ciascuno di questi anelli carbonio-azoto di base ha diversi gruppi funzionali collegati ad esso.
Acido desossiribonucleico (DNA)
Questo forma circa il 9% del nucleo. Chimicamente, è costituito da tre componenti principali: basi, zucchero e acido fosforico.
Acido ribonucleico (RNA)
L'RNA si trova principalmente nel nucleolo ma si trova anche sui cromosomi in piccole quantità. Piccole quantità di RNA si trovano anche nei cloroplasti e nei mitocondri. L'RNA è una molecola a catena lunga costituita da unità ripetute di nucleotidi. Il ribosio è il componente zuccherino dell'RNA e delle quattro basi citosina, adenina, guanina e uracile.
Il processo di creazione della copia dal DNA è chiamato trascrizione. Questo è quando la cellula fa una copia (o "trascrizione") del DNA. La copia del DNA si chiama RNA perché utilizza un diverso tipo di acido nucleico chiamato acido ribonucleico. Il DNA, che è una doppia elica, viene trascritto o copiato in un'unica elica, l'RNA.
Successivamente, l'RNA viene convertito (o "tradotto") in una sequenza di amminoacidi che costituisce la proteina. Il processo di traduzione per produrre la nuova proteina dalle istruzioni dell'RNA avviene in una macchina complessa nella cellula chiamata ribosoma.
Tre classi generali di molecole di RNA sono coinvolte nell'espressione dei geni codificati all'interno del DNA di una cellula.
le molecole di RNA messaggero (mRNA) portano le sequenze codificanti per la sintesi proteica e sono chiamate trascritti;
Le molecole di RNA ribosomiale (rRNA) formano il nucleo dei ribosomi di una cellula (le strutture in cui avviene la sintesi proteica),
Le molecole di RNA di trasferimento (tRNA) trasportano gli amminoacidi ai ribosomi durante la sintesi proteica.
Nelle cellule eucariotiche, ogni classe di RNA ha la propria polimerasi, mentre, nelle cellule procariotiche, una singola RNA polimerasi sintetizza le diverse classi di RNA.
Gli acidi nucleici sono trasportati sui cromosomi all'interno del nucleo della cellula. Sono responsabili della trasmissione dei tratti genetici da una generazione all'altra quando le cellule si dividono.
| DNA | RNA | |
| Funzione | Deposito di informazioni genetiche | Coinvolto nella sintesi proteica e nella regolazione genica; portatore di informazioni genetiche in alcuni virus |
| Zucchero | Deossiribosio | Ribosio |
| Struttura | Doppia elica | Di solito a filamento singolo |
| Basi | C, T, LA, SOL | DO, LA, LA, SOL |
