Acidi nucleici

Acidi nucleici in riassunto

Negli esseri viventi troviamo due tipi di acidi nucleici: il DNA o acido desossiribonucleico e l'RNA o acido ribonucleico. Vediamone innanzitutto la struttura per poi esaminarne la funzione.

DNA

La struttura del DNA è stata scoperta nel 1953 da James Watson e Francis Crick con il contributo della cristallografa Rosalind Franklin. Grazie a loro, sappiamo che il DNA è costituito da due filamenti avvolti a doppia elica (a spirale). Ciascun filamento è costituito da una catena di nucleotidi (catena polinucleotidica).

Come visto prima, il DNA, in quanto acido nucleico, è formato da un gruppo fosfato, uno zucchero pentoso (il desossiribosio) e una base azotata tra guanina, citosina, adenina e timina.

L'appaiamento complementare delle basi azotate per creare il doppio filamento del DNA richiede l'unione di una base pirimidinica con una base purinica attraverso legami idrogeno:

• L'adenina si accoppia sempre con la timina tramite due legami a idrogeno.

• La guanina si accoppia sempre con la citosina tramite tre legami a idrogeno.

Figura 3. Schema del DNA.

Nelle cellule eucariotiche, il DNA è contenuto nel nucleo racchiuso dalla membrana nucleare, ma anche nei mitocondri e, nelle cellule vegetali, nei cloroplasti. Nelle cellule procariotiche il DNA si trova libero in una zona del citoplasma detta nucleoide, mentre alcuni geni possono essere contenuti anche nei plasmidi.

RNA

L'RNA è simile al DNA, ma presenta alcune differenze importanti dal punto di vista strutturale:

• Contiene un solo filamento anziché due.

• Lo zucchero presente nei nucleotidi è il ribosio, non il desossiribosio.

• Le basi azotate sono sempre quattro, ma al posto della timina (T) è presente l'uracile (U).

Quando l'RNA copia il DNA, si ripetono le regole dell'appaiamento complementare delle basi azotate, l'unica differenza è che l'uracile si sostituisce alla timina:

• L'adenina si accoppia sempre con l'uracile tramite due legami a idrogeno.

• La guanina si accoppia sempre con la citosina tramite tre legami a idrogeno.

Figura 4. Molecola di RNA.

Negli eucarioti, l'RNA si trova nel nucleolo, un organello all'interno del nucleo, e nei ribosomi. Nei procarioti, l'RNA si trova nel nucleoide, nei plasmidi e nei ribosomi.

Funzione degli acidi nucleici

I due acidi nucleici svolgono compiti diversi.

DNA

Figura 5. Sequenza di base del DNA.

Il DNA è il materiale che viene trasmesso alla prole, in modo che le generazioni successive possiedano la stessa capacità di creare le proteine essenziali. Di conseguenza possiamo dire che il DNA svolge un ruolo fondamentale nella continuità della vita. Le informazioni genetiche passano dal DNA all'RNA.

RNA

L'RNA trasferisce le informazioni genetiche dal DNA dal nucleo ai ribosomi, organelli specializzati composti da RNA e proteine. I ribosomi sono particolarmente importanti perché qui avviene la traduzione, cioè la fase finale della sintesi proteica.

Esistono diversi tipi di RNA: RNA messaggero (mRNA), RNA di trasporto (tRNA) e RNA ribosomiale (rRNA).

RNA messaggero (mRNA)

L'mRNA è il prodotto finale della trascrizione, la prima fase della sintesi proteica, che avviene nel nucleo. L'mRNA è più corto del DNA e conserva la sequenza di basi di un gene specifico. L'mRNA può migrare dal nucleo verso un ribosoma, dove funge da modello per la traduzione. La sua funzione principale è quindi quella di trasferire l'informazione genetica dal nucleo ai ribosomi, dove viene utilizzata per creare una nuova proteina.

RNA di trasferimento o tRNA

Il tRNA è coinvolto nella traduzione, che avviene nei ribosomi, e ha una forma a trifoglio. In particolare, ha la funzione di fornire l'amminoacido corretto ai ribosomi per costruire la proteina.

RNA ribosomiale o rRNA

L'RNA ribosomiale partecipa alla traduzione: aiuta a creare le proteine legandosi all'mRNA e al tRNA.

Differenze tra DNA e RNA

Riassumiamo di seguito le principali differenze tra i due acidi nucleici.

Figura 6. Confronto tra molecola di RNA e molecola di DNA.

Tabella 1. Differenze tra DNA e RNA