Cosa imparerai a fare: Discutere gli acidi nucleici e il ruolo che svolgono nel DNA e nell’RNA
Gli esseri umani hanno due tipi di acidi nucleici nei loro corpi: DNA e RNA. Queste molecole contengono l’insieme di istruzioni per le nostre cellule: determinano chi e cosa siamo. Ma cosa costituisce il nostro DNA?
Figura 1. Individuare le differenze tra DNA e RNA
In questo risultato, impareremo a conoscere i componenti di DNA e RNA e ottenere una breve introduzione a come funzionano.
Risultati di Apprendimento
- Descrivere la struttura di base degli acidi nucleici
- Confrontare e contrapporre la struttura del DNA e RNA
Struttura degli Acidi Nucleici
gli acidi Nucleici sono la chiave di macromolecole nella continuità della vita. Portano il progetto genetico di una cellula e portano le istruzioni per il funzionamento della cellula.
Figura 2. Un nucleotide è costituito da tre componenti: una base azotata, uno zucchero pentoso e un gruppo fosfato.
I due tipi principali di acidi nucleici sono l’acido desossiribonucleico (DNA) e l’acido ribonucleico (RNA). Il DNA è il materiale genetico trovato in tutti gli organismi viventi, che vanno dai batteri unicellulari ai mammiferi multicellulari.
L’altro tipo di acido nucleico, l’RNA, è principalmente coinvolto nella sintesi proteica. Le molecole di DNA non lasciano mai il nucleo, ma usano invece un intermediario di RNA per comunicare con il resto della cellula. Altri tipi di RNA sono anche coinvolti nella sintesi proteica e nella sua regolazione.
DNA e RNA sono costituiti da monomeri noti come nucleotidi. I nucleotidi si combinano tra loro per formare un polinucleotide, DNA o RNA. Ogni nucleotide è costituito da tre componenti: una base azotata, uno zucchero pentoso (cinque-carbonio) e un gruppo fosfato (Figura 2). Ogni base azotata in un nucleotide è attaccata a una molecola di zucchero, che è attaccata a un gruppo fosfato. I nucleotidi si collegano insieme da legami fosfodiesterici per formare il polinucleotide.
Struttura a doppia elica del DNA
Figura 3. Il modello a doppia elica mostra il DNA come due filamenti paralleli di molecole intrecciate. (credito: Jerome Walker, Dennis Myts)
Il DNA ha una struttura a doppia elica (Figura 3). È composto da due filamenti, o polimeri, di nucleotidi. I fili sono formati con legami covalenti tra gruppi fosfato e zucchero di nucleotidi adiacenti.
I due trefoli sono legati l’uno all’altro alle loro basi con legami idrogeno, e i trefoli si arrotolano l’uno sull’altro lungo la loro lunghezza, da qui la descrizione “doppia elica”, che significa una doppia spirale.
I gruppi alternati di zucchero e fosfato si trovano all’esterno di ciascun filamento, formando la spina dorsale del DNA. Le basi azotate sono impilate all’interno, come i gradini di una scala, e queste basi si accoppiano; le coppie sono legate l’una all’altra da legami idrogeno. Le basi si accoppiano in modo tale che la distanza tra le dorsali dei due fili sia la stessa lungo tutta la molecola.
DNA e RNA
Mentre DNA e RNA sono simili, hanno differenze molto distinte. La tabella 1 riassume le caratteristiche del DNA e dell’RNA.
| Tabella 1. Features of DNA and RNA | ||
|---|---|---|
| DNA | RNA | |
| Function | Carries genetic information | Involved in protein synthesis |
| Location | Remains in the nucleus | Leaves the nucleus |
| Structure | DNA is double-stranded “ladder”: sugar-phosphate backbone, with base rungs. | di Solito single-stranded |
| Zucchero | Deossiribosio | Ribosio |
| Pirimidine | Citosina, timina | Citosina, uracile |
| Purine | Adenina, guanina | Adenina, guanina |
un’altra differenza orsi parlare. C’è solo un tipo di DNA. Il DNA è l’informazione ereditabile che viene trasmessa ad ogni generazione di cellule; i suoi filamenti possono essere “decompressi” con una piccola quantità di energia quando il DNA deve replicarsi e il DNA viene trascritto in RNA. Esistono diversi tipi di RNA: l’RNA messaggero è una molecola temporanea che trasporta le informazioni necessarie per produrre una proteina dal nucleo (dove rimane il DNA) al citoplasma, dove si trovano i ribosomi. Altri tipi di RNA includono RNA ribosomiale (rRNA), RNA di trasferimento (tRNA), piccolo RNA nucleare (snRNA) e microRNA.
Anche se l’RNA è single stranded, la maggior parte dei tipi di RNA mostra un ampio accoppiamento di base intramolecolare tra sequenze complementari, creando una struttura tridimensionale prevedibile essenziale per la loro funzione.
Come imparerai più tardi, il flusso di informazioni in un organismo avviene dal DNA all’RNA alle proteine. Il DNA detta la struttura dell’mRNA in un processo noto come trascrizione e l’RNA detta la struttura della proteina in un processo noto come traduzione. Questo è noto come il dogma centrale della vita, che vale per tutti gli organismi; tuttavia, le eccezioni alla regola si verificano in connessione con infezioni virali.
In sintesi: DNA e RNA
Gli acidi nucleici sono molecole costituite da nucleotidi che dirigono le attività cellulari come la divisione cellulare e la sintesi proteica. Ogni nucleotide è costituito da uno zucchero pentoso, una base azotata e un gruppo fosfato. Esistono due tipi di acidi nucleici: DNA e RNA. Il DNA porta il modello genetico della cellula e viene trasmesso dai genitori alla prole (sotto forma di cromosomi). Ha una struttura a doppia elica con i due trefoli che corrono in direzioni opposte, collegati da legami idrogeno e complementari tra loro. L’RNA è a filamento singolo ed è costituito da uno zucchero pentoso (ribosio), una base azotata e un gruppo fosfato. L’RNA è coinvolto nella sintesi proteica e nella sua regolazione. L’RNA messaggero (mRNA) viene copiato dal DNA, viene esportato dal nucleo al citoplasma e contiene informazioni per la costruzione di proteine. L’RNA ribosomiale (rRNA) è una parte dei ribosomi nel sito di sintesi proteica, mentre l’RNA di trasferimento (tRNA) trasporta l’amminoacido nel sito di sintesi proteica. microRNA regola l’uso di mRNA per la sintesi proteica.
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