La risposta semplice

Il materiale genetico più elementare che si trova nel nucleo di ogni cellula è il DNA che forma il progetto di tutta la vita. I nucleotidi sono i componenti strutturali chiave che formano la base del DNA. Questo è il motivo per cui i nucleotidi sono spesso indicati come i “mattoni della vita”.

Nella sua forma più familiare, nella struttura a doppia elica del DNA, le coppie di nucleotidi sono vagamente legate insieme per formare i “gradini” della “scala a spirale” del DNA.

La risposta scientifica

I nucleotidi sono composti organici che formano gli elementi di base degli acidi nucleici (molecole contenenti informazioni), come il DNA e l’RNA. I nucleotidi sono composti da una base contenente azoto, uno zucchero pentoso e da uno a tre gruppi fosfato. La molecola di DNA è costituita da nucleotidi in cui la componente zuccherina è il desossiribosio e la molecola di RNA è costituita da nucleotidi in cui lo zucchero è un ribosio.

I nucleotidi più comuni si dividono in due gruppi, chiamati “purine” (strutture a doppio anello) e “pirimidine” (strutture a singolo anello), in base alla costruzione delle loro basi azotate.

Nel DNA, le basi puriniche includono adenina (A) e guanina (G) mentre le basi pirimidine sono timina (T) e citosina (C). L’RNA include adenina, guanina, citosina e uracile (U) al posto della timina (la timina viene prodotta quando un metile viene aggiunto all’uracile).

La struttura molecolare del DNA come descritta da Watson e Crick, a Cambridge nel 1953, non è cambiata molto. Tuttavia la nostra piena comprensione dell’importanza delle sue parti costitutive, e in particolare il ruolo dei nucleotidi nella nostra dieta, è venuta alla luce solo di recente.

figura 1: Nella sua forma più familiare, nella struttura a doppia elica del DNA, coppie di nucleotidi sono debolmente legate insieme per formare i “gradini” della “scala a spirale” del DNA.

Le “coppie di basi” nucleotidiche

La spina esterna di un filamento di DNA è costituita dalle porzioni di zucchero e fosfato dei nucleotidi, mentre le parti centrali (i pioli o gradini) sono costituite da coppie complementari di basi azotate – purina con pirimidina (G con C, A con T) – e tenute insieme da deboli legami idrogeno. È questo legame idrogeno tra i fosfati che dà al filamento di DNA la sua caratteristica torsione (vedi figura 1).

Questo accoppiamento di basi nel cuore della struttura del DNA significa che si presta molto bene alla replicazione. La bellezza di questa struttura è che può aprirsi a metà e ogni lato può servire come modello o template per l’altro lato (vedi Rigenerazione cellulare).

Tuttavia la disponibilità e la varietà di materia prima nucleotidica pronta all’uso è vitale per questo processo.

figura 2: I nucleotidi più comuni sono divisi in due gruppi, chiamati “purine” (strutture a doppio anello) e “pirimidine” (strutture a singolo anello), in base alla costruzione delle loro basi azotate. Nel DNA, le basi puriniche comprendono l’adenina (A) e la guanina (G) mentre le basi pirimidiniche sono la timina (T) e la citosina (C).

figura 3: L’RNA include adenina, guanina, citosina, e uracile (U) invece di timina (la timina è prodotta quando un metile è aggiunto all’uracile).

Quali sono le principali funzioni dei nucleotidi?

Oltre alla loro funzione di “mattoni della vita”, nel formare la struttura di DNA e RNA, i nucleotidi sono anche coinvolti in quasi tutte le attività di ogni cellula. In particolare, i nucleotidi sono essenziali per il trasferimento di energia, la produzione di proteine e la mediazione dei segnali ormonali.

Le cellule del corpo che hanno un grande tasso di rotazione hanno un maggiore fabbisogno di nucleotidi. Queste includono: i globuli bianchi (cellule immunitarie formate nel midollo osseo); le cellule della parete dell’intestino tenue; e la microflora intestinale “buona”; rendendo il corpo dipendente da una fornitura di nucleotidi per servire sia il sistema digestivo che quello immunitario.

Queste informazioni sono tratte dalla nostra pubblicazione innovativa, “Putting you completely in the picture” – an introduction to nucleotides.

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