Gli acidi nucleici sono un’importante classe di macromolecole presenti in tutte le cellule e nei virus che hanno la funzione di immagazzinare e trasportare l’espressione dell’informazione genetica.
Gli acidi nucleici sono biopolimeri essenziali per tutte le forme di vita. Sono macromolecole costituite da unità chiamate nucleotidi presenti in natura come acido desossiribonucleico (DNA) e acido ribonucleico ( RNA).
Gli acidi nucleici furono scoperti nel 1868, quando il ventiquattrenne medico svizzero Friedrich Miescher isolò un nuovo composto dai nuclei dei globuli bianchi.
Struttura degli acidi nucleici
Un nucleotide è formato da tre parti unite da legami. Le tre parti sono un gruppo fosfato, uno zucchero a 5 atomi di carbonio e una base azotata.
Gruppo fosfato
Il gruppo fosfato è costituito da un atomo di fosforo a cui sono attaccati quattro atomi di ossigeno carichi negativamente.
Zucchero
Lo zucchero a 5 atomi di carbonio include ribosio e desossiribosio. Sia il ribosio che il desossiribosio hanno cinque atomi di carbonio e un atomo di ossigeno. Attaccati agli atomi di carbonio ci sono atomi di idrogeno e gruppi ossidrilici. Nel ribosio, ci sono gruppi ossidrilici attaccati al secondo e al terzo atomo di carbonio. Nel desossiribosio, c’è un gruppo ossidrile attaccato al terzo atomo di carbonio, ma solo un atomo di idrogeno è attaccato al secondo atomo di carbonio.
Base azotata
L’azoto funge da base secondo Brønsted-Lowry a causa del suo doppietto elettronico solitario. Può legarsi a molecole di carbonio, idrogeno e ossigeno per creare strutture ad anello.
Le strutture ad anello sono disponibili in anelli singoli (pirimidine) e doppi anelli (purine). Le pirimidine includono timina, citosina e uracile. Le purine includono adenina e guanina. Le purine sono più grandi delle pirimidine e le loro differenze di dimensioni aiutano a determinare i loro accoppiamenti nei filamenti di DNA. Tale accoppiamento tra basi azotate è detto complementarietà delle basi
DNA e RNA
Nei nucleotidi che costituiscono il DNA, lo zucchero è sempre il desossiribosio, mentre la base azotata è una delle seguenti: adenina, citosina, guanina e timina che spesso per semplicità vengono indicate con l’iniziale maiuscola del loro nome: A, C, G, T. Pertanto il DNA è composto da quattro tipi di nucleotidi, che differiscono unicamente per la base azotata. Due delle basi azotate, la citosina e la timina sono pirimidiniche, mentre le altre due, l’adenina e la guanina sono basi puriniche.
Nei nucleotidi che costituiscono l’RNA lo zucchero è sempre il ribosio, mentre le basi azotate sono le stesse del DNA, fatta eccezione per la timina che è sostituita dall’uracile, anch’essa base pirimidinica. Pertanto, anche l’RNA è composto da quattro tipi di nucleotidi, che differiscono unicamente per la base azotata.