[0:03]Gli acidi nucleici sono molecole biologiche complesse, presenti in diverse parti della cellula. Devono il loro nome al fatto che in acqua si comportano come gli acidi, rilasciando protoni, e al fatto di essere stati scoperti per la prima volta all'interno del nucleo. Solo più tardi gli scienziati li hanno identificati anche in altre aree della cellula. Si riconoscono fondamentalmente due tipi di acidi nucleici: il DNA e l'RNA.
[1:10]Ogni molecola di DNA è costituita da due lunghi filamenti avvolti a formare una doppia elica. Ogni filamento è formato da una catena di nucleotidi, uniti tra loro mediante legami covalenti. Ogni nucleotide è formato da tre parti: un gruppo fosfato, una molecola di deossiribosio, zucchero a cinque atomi di carbonio, e una base azotata, ovvero una molecola contenente azoto.
[1:48]Nel DNA esistono quattro tipi di basi azotate: l'adenina, la guanina, la citosina e la timina.
[2:02]La molecola di DNA ha una struttura descritta nel 1953 da James Watson e Francis Crick, grazie anche agli studi di Rosalind Franklin. I due scienziati, che per le loro ricerche sul DNA vinsero il premio Nobel nel 1962, scoprirono che questa molecola possiede una struttura molto lunga e spiralizzata, detta a doppia elica.
[2:33]Per comprendere la struttura del DNA, possiamo paragonarla a una specie di scala a pioli, ritorta in modo da formare una spirale. I due montanti della scala sono costituiti da molecole di zucchero, alternate a gruppi fosfato. I pioli sono costituiti invece da coppie di basi azotate. I legami tra le basi azotate sono legami di tipo idrogeno. I legami a idrogeno sono relativamente deboli e possono essere rotti sia da un'azione meccanica, come avviene durante la replicazione del DNA, sia dalle alte temperature. Dopo la rottura dei legami a idrogeno, i due filamenti possono essere separate come le parti di una cerniera. L'apertura della doppia elica del DNA è una tecnica impiegata nei laboratori di biologia molecolare. I legami che si formano tra il gruppo fosfato di un nucleotide e lo zucchero di quello successivo sono invece legami di tipo covalente e per questo motivo sono legami piuttosto forti. Watson e Crick scoprirono che le basi azotate dei due filamenti della molecola di DNA si appaiano seguendo sempre uno stesso principio. L'adenina si appaialia solamente con la timina, la citosina può appaiarsi solamente con la guanina. A causa di questo appaiamento caratteristico, si dice che le basi azotate sono complementari.
[4:16]L'RNA (acido ribonucleico), come il DNA è formato da una catena di nucleotidi, ma rispetto a quest'ultimo presenta tre differenze principali.
[4:32]I nucleotidi dell'acido ribonucleico contengono come zucchero pentoso il ribosio al posto del deossiribosio, presente nel DNA. Entrambe questi zuccheri presentano cinque atomi di carbonio, ma un diverso numero di atomi di ossigeno. Nell'acido ribonucleico non si trova la timina, che è sostituita da un'altra base azotata, l'uracile. Come timina, l'uracile si appaia solo con l'adenina.
[5:09]La maggior parte delle molecole di RNA sono costituite da un singolo filamento, rispetto ai due filamenti dell'acido desossiribonucleico.
[5:22]Nella cellula si riconoscono tre diversi tipi di RNA, a seconda delle funzioni svolte: abbiamo l'RNA messaggero o mRNA, l'RNA ribosomiale o rRNA e l'RNA di trasporto o tRNA. Il DNA fornisce le istruzioni alla cellula per produrre le proteine. L'informazione necessaria è contenuta nelle lunghe sequenze di basi nucleotidiche. Essendoci quattro tipi di basi: adenina, guanina, citosina e timina, il sistema funziona come un alfabeto di solo quattro lettere. L'RNA funziona come un intermediario nei processi che, partendo dal DNA, portano alla sintesi delle proteine. L'informazione del DNA è trascritta nelle sequenze di basi dell'RNA e trasportata al di fuori del nucleo della cellula. I tre tipi di RNA, mediante un'azione coordinata, portano le sequenze di basi a essere tradotte nelle sequenze di amminoacidi che formano le proteine. Il dogma centrale della biologia molecolare è un principio formulato negli anni 50 del ventesimo secolo dal premio Nobel per la medicina Francis Crick. Secondo cui il flusso dell'informazione genetica è monodirezionale, parte dagli acidi nucleici per arrivare alle proteine, senza considerare un percorso inverso. Occorre precisare che allo stato attuale, il dogma centrale non è altro che una rapida rassegna sommaria dei meccanismi alla base dell'espressione genica, in quanto nel tempo sono stati scoperti meccanismi biologici che non rientrano in questa teoria. Nel sistema dell'espressione genica cellulare sono identificabili tre punti che rappresentano la direzione fondamentale del flusso dell'informazione genetica. L'informazione genetica è conservata nel DNA, capace di duplicarsi per la propagazione dell'informazione. Il DNA per essere espresso nella cellula è trascritto sotto forma di RNA. L'RNA successivamente è tradotto in proteine che rappresentano la forma operativa delle informazioni contenute nel DNA.
