Di Kevin Beck, aggiornato il 30 agosto 2022
Nucleotidi e nucleosidi sono entrambi gli elementi costitutivi del DNA e dell'RNA, ma la distinzione fondamentale è la presenza di un gruppo fosfato. Un nucleoside è costituito da una base azotata legata a uno zucchero a cinque atomi di carbonio (ribosio o desossiribosio). Quando uno o più gruppi fosfato si legano a questo zucchero, la struttura risultante è un nucleotide. Questa differenza strutturale apparentemente piccola influenza il modo in cui queste molecole interagiscono, il modo in cui formano la doppia elica del DNA e il modo in cui l'RNA funziona nella sintesi proteica.
Un nucleoside è formato da due parti:una base azotata e uno zucchero. Lo zucchero può essere ribosio (nell'RNA) o desossiribosio (nel DNA). La base azotata rientra in una delle due categorie:purine (adenina e guanina) o pirimidine (citosina, timina e uracile). Nel DNA, le quattro basi sono adenina, guanina, citosina e timina; L'RNA sostituisce la timina con l'uracile.
L'aggiunta di un gruppo fosfato, o di una catena composta da un massimo di tre fosfati, allo zucchero trasforma il nucleoside in un nucleotide. Questo cambiamento è la caratteristica distintiva che separa i nucleotidi dai nucleosidi e determina il modo in cui possono collegarsi insieme per formare polimeri.
La struttura a doppio filamento del DNA si basa sull’appaiamento di basi complementari:l’adenina si accoppia esclusivamente con la timina, mentre la citosina si accoppia con la guanina. Nell'RNA, la molecola a filamento singolo può ripiegarsi su se stessa per creare regioni transitorie a doppio filamento in cui l'adenina si accoppia con l'uracile e la citosina con la guanina. Questi accoppiamenti specifici garantiscono un trasferimento accurato delle informazioni genetiche durante la trascrizione e la traduzione.
Quando un nucleoside acquisisce un singolo fosfato, diventa un nucleotide monofosfato. I nucleotidi possono legare ulteriormente ulteriori fosfati per formare difosfati e trifosfati, che svolgono un ruolo cruciale nel trasferimento e nella segnalazione dell'energia cellulare. Ad esempio:
Comprendere le strutture e le interazioni di queste molecole fornisce informazioni sui processi fondamentali che sostengono la vita, dalla replicazione del DNA al metabolismo cellulare.
