Acid Nucleici (30/10/24) PDF
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Università degli Studi di Padova
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This document discusses nucleic acids, including DNA and RNA. It explains their structure, function, and roles in information storage and transfer within organisms. It also mentions the importance of their components and processes like replication and transcription.
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ACIDI NUCLEICI (30/10/24) li acidi nucleici sono polimeri che si occupano dell’immagazzinamento, della G trasmissione e dell’utilizzo dell’informazione genetica perilcomportamentocorretto dell’organismo. Essi sono il DNA (acido deossiribonucleic...
ACIDI NUCLEICI (30/10/24) li acidi nucleici sono polimeri che si occupano dell’immagazzinamento, della G trasmissione e dell’utilizzo dell’informazione genetica perilcomportamentocorretto dell’organismo. Essi sono il DNA (acido deossiribonucleico) e l’RNA (acido ribonucleico). Vengono detti acidi nucleici perché furono trovati nel nucleo delle cellule ed erano ricchi di gruppi fosfato (danno proprietà acida). Sono costituiti dai nucleotidi, a loro volta compostida:unozuccheropentoso(5atomidicarbonio), lebasiazotate(chesidistinguonoinpurineepirimidine)eungruppofosfato(NB: per essere un nucleotide deve avere tutte e trelecomponenti,semancailgruppo fosfato è un nucleoside). Ildeossiribosiohaunossigenoinmenoalribosio;inoltre, quandouncarboniofapartediunnucleotideassumeilsuffisso“primo”,indicatocon l’apostrofo.Lebasiazotatesonopirimidinesehannounsoloanello(citosina,timina euracile),purinesenehannodue(adeninaeguanina),nelDNAtroviamoAGCT, nell’RNAalpostodiTc’èU.Ilnucleotidesiformatramiteduecondensazioni,che portano alla formazione di due legami covalenti: β-glicosidico (perché l’OH sta sopra) che lega la base azotata sempre al C1’; legame fosfoestere, che lega il gruppo fosfatosemprealC5’.Esistononucleotidipiùcomplessichepossonoavere 2 e al massimo 3 gruppi fosfato, ad esempio l’ATP (adenosina trifosfato, con il ribosio),cheèparticolarmenteimportanteperchéquandoquestolegametraigruppi fosfato si spezza libera molta energia, dal momento che per tenere uniti i gruppi fosfato, carichi negativamente, la cellula impiega molta energia, che viene liberata quando il legame si spezza attraverso l’idrolisi (il legame P〜 O libera molta più energia di quanta ne serve per creare O-H). I gruppi fosfato sono uniti tra loro attraversolegamifosfoanidridici.Inucleotidiprendonoilnomedallozucchero,dal numero di gruppi fosfato e dalla base azotata che possiedono. I nucleotidi si uniscono tra loro in una catena grazie ai legami fosfodiestere (perché crea due legami covalenti), e non in maniera casuale: gli acidi nucleici crescono in direzione 5’→3’, e il legame avviene sempre per condensazione tra il gruppo fosfato legato al C5 e l’OH legato al C3, perciò abbiamo sempre all’inizio della catenaunnucleotidechehaunfosfatoliberoinC5’,eallafineunnucleotidecheha un OH libero in C3’. Le catene nucleotidiche possono variare per dimensione, e abbiamoquindioligonucleotidi(finoa20monomeri)epolinucleotidi,cioègliacidi nucleici (che hanno milioni di monomeri). Le prime scoperte relativamente alla struttura del DNA vennero svolte intorno aglianni‘50daRosalindFranklingrazie alla cristallografia a raggi x, che permise di scoprire che era composto da un doppio filamento e che ladistanzatraessieracostante.Inoltre,Chargaffnotòche nelle varie specie la quantità di purine era uguale allaquantitàdipirimidine,e ciòchecambiatralespeciesonosololeproporzionidiquestequantità(peresempio nell’uomoA=Tè30%,C=Gè20,rapporto60a40).Inseguito,WatsoneCrick nel 1953 scoprirono la struttura tridimensionale del DNA: due filamenti si avvolgono insensodestrorsoformandounadoppiaelica,all’internodelfilamentoci sonolebasiazotate,mentreall’esternoloscheletrodizuccheroefosfato;questidue filamenti sono antiparalleli (uno va in direzione 5’→ 3’, l’altro3’→5’);lecoppiedi asihannolastessadimensioneeildiametrodellastrutturaèomogeneo,perchéla b purinadiunfilamentosilegaallapirimidinadell’altrofilamento,perciòlebasi azotatesiunisconosemprenellostessomodo;tralebasiazotatesiformanodei legami a idrogeno (2 quando AT, 3 quando GC), e agiscono ancheleforzediVan der Waals tra basi dello stesso filamento; la doppia elica non è centrata e simmetrica, abbiamo il solco minore quando i due filamenti sono vicini, il solco maggiore quando sono più lontani. Tutte le molecole di DNA hanno la stessa struttura, ciò che cambia è la sequenza dellebasiazotate;ancheigruppifosfato possono interagire con altre molecole perché sono carichi negativamente e conferiscono la possibilità di interagire con l’acqua. Il DNA è una molecola che contieneinformazionisulnostrofunzionamento,equesteinformazionisitrasmettono in due modi: con la replicazione (coinvolge l’interocorredogenetico),doveilDNA riproduce se stesso per far avere a tutte le cellule lo stesso corredo genetico; la trascrizione e traduzione (riguardano solo alcune regioni del DNA), che avviene grazieall’RNAepermettedisintetizzareunacatenapolipeptidica.L’RNAhasoloun filamento, ma inalcuneregionipossonoavvenireanchedegliappaiamentitrabasi (a volte anche tra DNA ed RNA). Il DNA è indubbiamente il materiale genetico perché si trova nel nucleo della cellula, è diverso tra le variespecieenellecellule somatiche diploidi era presente in quantità doppia; inoltre, la prova sperimentale arrivò da Griffith, che studiò la polmonite su due ceppi diversidibatteri(ceppoS, liscio, causava malattia; ceppo R, ruvido, non causava lamalattia),escoprìcheci sono sostanze in grado di trasferire il DNA ad altri organismi; vennero svolti anchedegliesperimentidicontrollo,edilrisultatofuchenelmomentoincuiveniva distrutto ilDNAsiperdevalafunzionetrasformante,mentresevenivanodistruttele proteine o l’RNA ciò non accadeva.
