Il acidi nucleici sono vitali biopolimeri trovato in tutti gli esseri viventi, dove funzionano per codificare, trasferire ed esprimere geni. Questi grandi molecole sono chiamati acidi nucleici perché sono stati identificati per la prima volta all'interno del nucleo di cellule, tuttavia, si trovano anche in mitocondri e cloroplasti così come batteri e virus. I due principali acidi nucleici sono l'acido desossiribonucleico (DNA) e acido ribonucleico (RNA).
Il DNA è una molecola a doppio filamento organizzata in cromosoma presente nel nucleo delle cellule, dove codifica le informazioni genetiche di un organismo. Quando una cellula si divide, una copia di questo codice genetico viene passata alla nuova cellula. Viene chiamata la copia del codice genetico replicazione.
L'RNA è una molecola a singolo filamento che può integrare o "abbinare" al DNA. Un tipo di RNA chiamato messenger RNA o mRNA legge il DNA e ne fa una copia, attraverso a processo chiamato trascrizione. L'mRNA trasporta questa copia dal nucleo ai ribosomi nel citoplasma, dove il trasferimento di RNA o tRNA aiuta ad abbinare gli aminoacidi al codice, formando infine proteine attraverso un
processo chiamato traduzione.Le basi e lo zucchero sono diversi per DNA e RNA, ma tutti i nucleotidi si collegano insieme usando lo stesso meccanismo. Il carbonio primario o primo dello zucchero si collega alla base. Il carbonio numero 5 dello zucchero si lega al gruppo fosfato. Quando i nucleotidi si legano l'un l'altro per formare DNA o RNA, il fosfato di uno dei nucleotidi si attacca al 3-carbonio dello zucchero dell'altro nucleotide, formando quella che viene chiamata la spina dorsale zucchero-fosfato del nucleo acido. Il legame tra i nucleotidi è chiamato legame fosfodiesterico.
Sia il DNA che l'RNA sono prodotti utilizzando basi, uno zucchero pentoso e gruppi fosfato, ma le basi azotate e lo zucchero non sono gli stessi nelle due macromolecole.
Il DNA viene prodotto utilizzando le basi adenina, timina, guanina e citosina. Le basi si legano tra loro in un modo molto specifico. Legame di adenina e timina (A-T), mentre legame di citosina e guanina (G-C). Lo zucchero pentoso è 2'-desossiribosio.
L'RNA viene prodotto utilizzando le basi adenina, uracile, guanina e citosina. Le coppie di basi formano allo stesso modo, tranne l'adenina che si unisce all'uracile (A-U), con legame guanina con citosina (G-C). Lo zucchero è ribosio. Un modo semplice per ricordare quali basi si accoppiano tra loro è quello di guardare la forma delle lettere. C e G sono entrambe lettere curve dell'alfabeto. A e T sono entrambe lettere composte da linee rette che si intersecano. Puoi ricordare che U corrisponde a T se ricordi U segui T quando reciti l'alfabeto.
L'adenina, la guanina e la timina sono chiamate basi puriniche. Sono molecole bicicliche, il che significa che sono costituite da due anelli. La citosina e la timina sono chiamate basi pirimidiniche. Una base pirimidina è costituita da un singolo anello o ammina eterociclica.
Mentre scoperto negli eucarioti, nel tempo gli scienziati hanno capito che una cellula non aveva bisogno di un nucleo per possedere acidi nucleici. Tutte le cellule vere (ad es. Da piante, animali, funghi) contengono sia DNA che RNA. Le eccezioni sono alcune cellule mature, come i globuli rossi umani. Un virus ha DNA o RNA, ma raramente entrambe le molecole. Mentre la maggior parte del DNA è a doppio filamento e la maggior parte dell'RNA è a filamento singolo, ci sono eccezioni. Il DNA a filamento singolo e l'RNA a filamento doppio esistono nei virus. Sono stati trovati anche acidi nucleici con tre e quattro fili!