I Nucleotidi, nucleosidi e gli acidi nucleici

Si tratta di composti cui sono affidati due compiti delicatissimi:

• conservazione, riproduzione e trasmissione dell’informazione biologica;
• espressione dell’informazione nella sintesi delle proteine.

La loro composizione chimica è fondata sulla combinazione di:

• basi azotate,
• zuccheri pentosi,
• acido fosforico secondo lo schema seguente:
• base azotata + pentoso → nucleoside
• nucleoside + 1 o più gruppi fosfati → nucleotide
• polimerizzazione dei nucleotidi → catena polinucleotidica, costituente funzionale degli acidi nucleici.

Le basi azotate appartengono, strutturalmente, a due classi:

• basi puriniche, adenina e guanina, composte da due anelli eterociclici condensati di cui uno esatomico ed uno pentatomico,
• basi pirimidiniche, citosina, timina, uracile composte da un anello eterociclico esatomico.

Principali caratteristiche chimiche:

• aromaticità, che conferisce stabilità chimica elevata;
• sostituenti esterni (per es. gruppi –NH₂ –OH): essi sono legati in posizioni definite, dipendenti dalle caratteristiche di aromaticità; conferiscono alle basi proprietà individuali di reattività; possono subire tautomeria cheto-enolica o imino-aminica, responsabile di cambiamenti transitori delle loro proprietà chimiche.
• interazioni tra basi: interazioni idrofobiche tra anelli sovrapposti; formazione di legami a idrogeno.

Gli zuccheri pentosi che rientrano nella formazione dei nucleosidi sono di due tipi:
- ribosio nei ribonucleotidi;
- deossiribosio nei deossiribonucleotidi.

I nucleotidi sono il risultato della combinazione di nucleotidi con una o più molecole di acido fosforico.
Le catene polinucleotidiche sono il prodotto della condensazione di singoli nucleotidi che si legano fra loro con ponti fosfodiesterei. Risultano dotate di uno scheletro covalente che conferisce loro stabilità, di una disposizione ordinata dei nucleotidi entro la catena che ne genera la polarità, si una sequenza di basi liberamente variabile che conferisce informazione.

Gli acidi nucleici sono macromolecole  aventi, insieme alle proteine, il ruolo di componenti essenziali ed insostituibili di tutte le unità biologiche elementari. Sono costituite da una o due catene polinucleotidiche, lineari o circolari.
In base alla loro composizione vengono classificati in DNA ed RNA. Sono dotati di una struttura primaria, secondaria e terziaria.
Le molecole di DNA a doppia elica possono essere sottoposte a denaturazione termica reversibile, valutabile attraverso valutazioni di:

• viscosità della soluzione di DNA in corso di denaturazione;
• assorbimento di radiazione ultravioletta di 260 nm.

La rinaturazione delle catene può avvenire spontaneamente attraverso una fase iniziale (lenta perché richiede una energia di attivazione) ed una fase finale (veloce).