Informazioni sugli acidi nucleici e sulla loro funzione

Gli acidi nucleici sono molecole che consentono agli organismi di trasferire informazioni genetiche da una generazione alla successiva. Queste macromolecole memorizzano le informazioni genetiche che determinano i tratti e rendono possibile la sintesi proteica.

Key Takeaways: acidi nucleici

• Gli acidi nucleici sono macromolecole che memorizzano informazioni genetiche e consentono la produzione di proteine.
• Gli acidi nucleici includono DNA e RNA. Queste molecole sono composte da lunghi filamenti di nucleotidi.
• I nucleotidi sono composti da una base azotata, uno zucchero a cinque atomi di carbonio e un gruppo fosfato.
• Il DNA è composto da una spina dorsale di zucchero fosfato-desossiribosio e dalle basi azotate adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).
• L'RNA ha zucchero ribosio e le basi azotate A, G, C e uracile (U).

Due esempi di acidi nucleici comprendono l'acido desossiribonucleico (meglio noto come DNA) e l'acido ribonucleico (meglio noto come RNA). Queste molecole sono composte da lunghi filamenti di nucleotidi tenuti insieme da legami covalenti. Gli acidi nucleici si trovano nel nucleo e nel citoplasma delle nostre cellule.

Monomeri di acido nucleico

I nucleotidi sono composti da una base azotata, uno zucchero a cinque atomi di carbonio e un gruppo fosfato. OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Acidi nucleici sono composti da monomeri nucleotidici collegati insieme. I nucleotidi hanno tre parti:

• Una base azotata
• Uno zucchero a cinque atomi di carbonio (pentosio)
• Un gruppo fosfato

Le basi azotate includono molecole di purina (adenina e guanina) e molecole di pirimidina (citosina, timina e uracile). Nel DNA, lo zucchero a cinque atomi di carbonio è desossiribosio, mentre il ribosio è lo zucchero pentoso contenuto nell'RNA. I nucleotidi sono collegati tra loro per formare catene di polinucleotidi.

Sono uniti tra loro da legami covalenti tra il fosfato di uno e lo zucchero di un altro. Questi collegamenti sono chiamati collegamenti fosfodiesterici. I legami fosfodiesterici formano la spina dorsale zucchero-fosfato sia del DNA che dell'RNA.

Simile a ciò che accade con i monomeri di proteine ​​e carboidrati, i nucleotidi sono collegati tra loro attraverso la sintesi di disidratazione. Nella sintesi di disidratazione dell'acido nucleico, le basi azotate vengono unite e una molecola d'acqua si perde nel processo.

È interessante notare che alcuni nucleotidi svolgono importanti funzioni cellulari come molecole "individuali", l'esempio più comune è l'adenosina trifosfato o ATP, che fornisce energia per molte funzioni cellulari.

Struttura del DNA

Il DNA è composto da una spina dorsale di zucchero fosfato-desossiribosio e dalle quattro basi azotate: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). OpenStax / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Il DNA è la molecola cellulare che contiene le istruzioni per l'esecuzione di tutte le funzioni cellulari. Quando una cellula si divide, il suo DNA viene copiato e passato da una generazione di cellule a quella successiva.

Il DNA è organizzato in cromosomi e si trova all'interno del nucleo delle nostre cellule. Contiene le "istruzioni programmatiche" per le attività cellulari. Quando gli organismi producono prole, queste istruzioni vengono trasmesse attraverso il DNA.

Il DNA esiste comunemente come molecola a doppio filamento con una forma a doppia elica attorcigliata. Il DNA è composto da una spina dorsale di zucchero fosfato-desossiribosio e dalle quattro basi azotate:

• adenina (A)
• guanina (G)
• citosina (C)
• timina (T)

Nel DNA a doppio filamento, coppie di adenina con timina (A-T) e coppie di guanina con citosina (G-C).

Struttura dell'RNA

L'RNA è composto da una spina dorsale di zucchero fosfato-ribosio e dalle basi azotate adenina, guanina, citosina e uracile (U). Sponk / Wikimedia Commons

L'RNA è essenziale per la sintesi delle proteine. Le informazioni contenute nel codice genetico vengono in genere trasmesse dal DNA all'RNA alle proteine ​​risultanti. Esistono diversi tipi di RNA.

• Messenger RNA (mRNA) è la trascrizione dell'RNA o copia dell'RNA del messaggio del DNA prodotto durante la trascrizione del DNA. Messenger RNA ètradotto per formare proteine.
• RNA di trasferimento (tRNA) ha una forma tridimensionale ed è necessario per la traduzione dell'mRNA nella sintesi proteica.
• RNA ribosomiale (rRNA) è un componente dei ribosomi ed è anche coinvolto nella sintesi proteica.
• MicroRNA (miRNA) sono piccoli RNA che aiutano a regolare l'espressione genica.

L'RNA esiste più comunemente come molecola a singolo filamento composta da una spina dorsale di zucchero fosfato-ribosio e le basi azotate adenina, guanina, citosina e uracile (U). Quando il DNA viene trascritto in una trascrizione dell'RNA durante la trascrizione del DNA, coppie di guanina con citosina (G-C) e coppie di adenina con uracile (A-U).

Composizione di DNA e RNA

Questa immagine mostra un confronto tra una molecola di RNA a singolo filamento e una molecola di DNA a doppio filamento. Sponk / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Gli acidi nucleici DNA e RNA differiscono per composizione e struttura. Le differenze sono elencate come segue:

DNA

• Basi azotate: Adenina, guanina, citosina e timina
• Zucchero a 5 atomi di carbonio: desossiribosio
• Struttura: A doppio filamento

Il DNA si trova comunemente nella sua forma tridimensionale a doppia elica. Questa struttura attorcigliata consente al DNA di svolgersi per la replicazione del DNA e la sintesi proteica.

RNA

• Basi azotate: Adenina, guanina, citosina e uracile
• Zucchero a 5 atomi di carbonio: ribosio
• Struttura: Singolo filamento

Mentre l'RNA non assume una forma a doppia elica come il DNA, questa molecola è in grado di formare forme tridimensionali complesse. Ciò è possibile perché le basi di RNA formano coppie complementari con altre basi sullo stesso filamento di RNA. L'accoppiamento di base fa piegare l'RNA, formando varie forme.

Altre macromolecole

• Polimeri biologici: macromolecole formate dall'unione di piccole molecole organiche.
• Carboidrati: comprendono saccaridi o zuccheri e loro derivati.
• Proteine: macromolecole formate da monomeri di aminoacidi.
• Lipidi: composti organici che includono grassi, fosfolipidi, steroidi e cere.