Nucleotidi di DNA

Che cosa sono i nucleotidi di DNA?

I nucleotidi sono i mattoni fondamentali degli acidi nucleici, compresi il DNA e l’RNA. Collegando insieme milioni di singoli nucleotidi, le cellule possono formare lunghe catene polinucleotidiche. Il DNA è a doppio filamento, mentre l’RNA consiste in un singolo filamento ed è composto da una catena di nucleotidi molto più corta.

Oltre a formare i filamenti di DNA e RNA, i nucleotidi possono svolgere un altro ruolo importante: il ruolo di molecola di stoccaggio di energia. Il tipo più comune di nucleotide per l’immagazzinamento di energia è chiamato adenosina trifosfato, o ATP.

In nucleotidi come l’ATP, l’energia è immagazzinata nei legami fosfoanidrici tra i tre gruppi fosfato. Questi legami richiedono energia per formarsi, quindi le cellule del vostro corpo possono usare questi legami come una batteria per immagazzinare energia extra. Quando la cellula vuole accedere all’energia immagazzinata, rimuove un gruppo fosfato rompendo i legami fosfoanidrici per liberare l’energia, attraverso un processo chiamato idrolisi.

Qual è la struttura dei nucleotidi?

I nucleotidi sono composti da tre subunità. La prima subunità è una base che contiene l’elemento azoto. Queste basi azotate esistono in due varietà: i derivati pirimidinici, che includono la timina e la citosina, e i derivati purinici, che includono la guanina e l’adenina. I legami idrogeno tra queste basi sono ciò che permette ai due filamenti di DNA di legarsi tra loro e formare una doppia elica. C’è anche un quinto tipo di base chiamato uracile, che è un derivato della pirimidina che si trova solo nell’RNA.

La seconda subunità di un nucleotide è una molecola di zucchero che contiene un anello di cinque atomi di carbonio. Per i nucleotidi del DNA, il tipo di molecola di zucchero è chiamato deossiribosio, che è ciò che la “D” in DNA rappresenta. I nucleotidi dell’RNA contengono uno zucchero diverso chiamato ribosio, che è il motivo per cui la molecola viene chiamata acido ribonucleico.

Se si combina una base azotata con uno zucchero a cinque carati, si ottiene un nucleoside (con una ‘s’). Per formare un nucleotide (con una ‘t’), è necessaria una terza subunità: un gruppo fosfato. Un gruppo fosfato consiste in un atomo di fosforo legato a quattro atomi di ossigeno. Quando i nucleotidi non sono attaccati al DNA, possono contenere fino a tre gruppi fosfato. Tuttavia, il numero di fosfati presenti in un nucleotide del DNA è inferiore: quando fa parte di un filamento di DNA, un nucleotide contiene solo un gruppo fosfato.

Come si accoppiano i nucleotidi nel DNA?

I nucleotidi si accoppiano in un modo molto specifico, a seconda del tipo di base azotata che contengono. Ogni coppia di nucleotidi del DNA sarà composta da una pirimidina e una purina. A causa delle strutture chimiche delle diverse basi, l’adenina (A) si legherà sempre alla timina (T) e la guanina (G) alla citosina (C). Lo stesso vale per l’RNA, tranne che la A si accoppia sempre con un parente stretto della timina, l’uracile (U).

Il legame che unisce le due basi è un legame idrogeno. Le coppie di basi A-T sono legate insieme da due legami a idrogeno, mentre le coppie di basi G-C sono legate insieme da tre legami a idrogeno. Queste coppie di basi formano i pioli della scala ritorta (o doppia elica) del DNA e contribuiscono alla struttura ripiegata dell’RNA.

Che ruolo hanno i nucleotidi del DNA nel sequenziamento del DNA?

I nucleotidi del DNA contengono quattro basi azotate: adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Queste basi sono rappresentate come As, Ts, Gs e Cs quando si descrive una sequenza di DNA. La sequenza specifica di queste quattro lettere nel tuo genoma trasmette una grande quantità di informazioni, simile al modo in cui una serie di uno e zero può dire a un computer come eseguire un programma complesso.

Gli scienziati possono determinare l’ordine dei nucleotidi in una molecola di DNA attraverso un processo chiamato sequenziamento del DNA. Facendo sequenziare il tuo DNA, puoi scoprire molte informazioni utili su di te, come ad esempio se sei predisposto a certe malattie e da quali regioni geografiche possono provenire i tuoi antenati.