Gli acidi nucleici: il DNA e l'RNA

Gli acidi nucleici sono polimeri formati da lunghe catene di nucleotidi. Gli acidi nucleici conservano l'informazione genetica, decodificabile con il codice genetico.

I nucleotidi sono molecole composte da: uno zucchero (pentoso - con 5 atomi di carbonio) una base azotata gruppo fosfato

Il polimero si forma quando zuccheri e fosfati si legano fra loro; il singolo nucleotida, caratterizzato dalla base azotata rappresenta la 'lettera' dell'informazione genetica, i nucleotidi vengono letti a gruppi di tre (triplette), che rappresentano le 'parole' dell'informazione genetica: ogni tripletta infatti codifica per un aminoacido.

Conosciamo due diversi tipi di acido nucleico:

DNA acido desossiribonucleico

zucchero: desossiribosio basi: Adenina e Guanina (purine - ad anello doppio) ; Citosina e Timina (pirimidine - ad anello semplice) Le basi Guanina-Citosina e Adenina-Timina sono fra loro complementari, ovvero tendono ad appaiarsi per formare la tipica forma a doppia elica del doppio filamento di DNA

RNA acido ribonucleico

zucchero: ribosio basi: Adenina e Guanina (purine - ad anello doppio) ; Citosina e Uracile (pirimidine - ad anello semplice) La complementariet delle basi conservata, ma l'RNA pi spesso riscontrabile a singolo filamento

Per completezza d'informazione occorre precisare che esistono tre tipi di RNA: mRNA: RNA messaggero: Singolo filamento trascritto dal DNA e usato come stampo nella sintesi proteica. rRNA: RNA ribosomiale: Componente dei ribosomi. tRNA: RNA transfer: Molecola d'"interfaccia" tra il filamento di mRNA e l'aminoacido. Esistono 64 tRNA, tanti quanti i codoni; ognuno caratterizzato dal diverso anti-codone (tripletta complementare) e aminoacido che trasporta.

La sintesi proteica

La sintesi proteica (o 'traduzione') il processo di costruzione delle catene peptidiche (lunghe sequenze ordinate di aminoacidi) a partire dall'RNA di stampo (che contiene copia dell'informazione genetica della cellula).

L'integrit dell'informazione genetica, contenuta nel DNA del nucleo, di vitale importanza per ogni cellula vivente. Per questa ragione il DNA non lascia il nucleo, ma viene all'occorrenza copiato (trascrizione) in mRNA (RNA messaggero) che lascia il nucleo per raggiungere le sedi della sintesi proteica. Il processo di traduzione (sintesi proteica) a carico dei ribosomi che si possono trovare liberi nel citoplasma (sintesi di proteine ad uso interno della cellula) o, solo nelle cellule eucariote, anche associati a membrana (reticolo endoplasmatico rugoso - sintesi di proteine da secernere all'esterno della cellula).

I ribosomi si trovano, nella fase inattiva, separati in due subunit (minore e maggiore); quando incontrano un mRNA, si appaiano in corrispondenza della sequenza di inizio, rappresentata (nella maggior parte dei casi) dalla tripletta AUG. Il ribosoma cos montato sull'mRNA crea l'ambiente adatto perch i giusti aminoacidi siano legati fra di loro, seguendo il codice a triplette del gene trascritto (vediCodice Genetico). Per espletare la sua funzione aspetta che il giusto RNA di trasporto (tRNA), che cio contiene la tripletta complementare a quella dell'mRNA, si appai con il codone da tradurre. A questo punto il ribosoma trattiene l'aminoacido trasportato dal tRNA, legandolo al peptide in via di formazione, e poi rilascia il tRNA 'scarico'. Dopo di che avanza di una tripletta, aspetta il giusto tRNA carico, esegue le operazioni sopra descritte e poi prosegue di una tripletta... e cos via... Fino a che il complesso traduzionale incontra una tripletta di stop (UAA , UAG o UGA) non codificante, dopo la quale le due subunit dei ribosomi si separano e viene rilasciato il peptide neoformato.

Il codice genetico

Il codice genetico l'insieme delle regole di traduzione del DNA al fine di sintetizzare i peptidi (catene ordinate di aminoacidi che compongono le proteine). Il DNA viene trascritto (dagli enzimi RNA-polimerasi) in copie in RNA che lasciano il nucleo per raggiungere il citoplasma o il reticolo endoplasmatico rugoso. In questi due distretti cellulari i ribosomi lo 'leggono' come una sequenza di

'codoni' (tre basi alla volta), e lo traducono in una sequenza aminoacidica. La basi dell'RNA sono quattro (Adenina, Citosina, Guanina e Uracile). Ogni codone codifica per un aminoacido. Di fronte a 64 diversi codoni ci sono solo 20 aminoacidi codificabili: significa perci che codoni diversi possono codificare per lo stesso aminoacido; per questa ragione il codice genetico detto DEGENERATO (o ridondante).

Particolarit: Non tutto l'RNA trascritto viene tradotto in proteina; la traduzione, ad opera dei ribosomi, comincia con il CODONE DI START; il pi noto codone d'inizio AUG che codifica per l'aminoacido METIONINA. Il processo si ferma in corrispondenza dei CODONI DI STOP (UAA,UAG,UGA).

Una precisazione: I codoni vengono chiamati anche TRIPLETTE.