Nucleotidi e acidi nucleici: struttura dei nucleotidi, DNA e RNA, doppia elica, basi azotate complementari, legami fosfodiesterici, replicazione e sintesi proteica

I mattoni: i nucleotidi

I nucleotidi sono le unità costitutive degli acidi nucleici. Ciascuno comprende uno zucchero a cinque atomi di carbonio, un gruppo fosfato e una base azotata. Le basi si dividono in purine ($A$, $G$) e pirimidine ($T$, $C$); nell'$RNA$ l'$U$ sostituisce la $T$. I nucleotidi si concatenano mediante legami fosfodiesterici, che uniscono il carbonio $3'$ di uno zucchero al carbonio $5'$ del nucleotide successivo.

DNA e RNA

• Il $DNA$ contiene deossiribosio, è una doppia elica di filamenti antiparalleli e usa $A,T,C,G$.
• L'$RNA$ contiene ribosio, è di norma un singolo filamento più corto e usa $A,U,C,G$.
• Nella doppia elica le basi complementari si legano con legami a idrogeno: $A=T$ (due) e $C \equiv G$ (tre).

Copia ed espressione

Nella replicazione, l'elicasi apre la doppia elica, la primasi forma un primer e la DNA polimerasi aggiunge nucleotidi in direzione $5' \rightarrow 3'$; il filamento lento produce frammenti di Okazaki, uniti dalla ligasi. Nell'espressione genica, la trascrizione produce $mRNA$; nei eucarioti lo splicing rimuove gli introni. La traduzione sui ribosomi usa il codice genetico: un codone di tre basi corrisponde a un amminoacido, letto dall'anticodone del $tRNA$.