ACIDI NUCLEICI e NUCLEOTIDI
Summary
TLDRThis educational script delves into the world of biological macromolecules, focusing on nucleic acids—DNA and RNA. It explains the structure and function of DNA as the cell's genetic material, storing information for protein synthesis. RNA, with its various types like ribosomal RNA and messenger RNA, plays a crucial role in protein production. The script also covers the composition of nucleotides, the building blocks of nucleic acids, and their different roles, from structural components to energy sources like ATP and coenzymes. It highlights the importance of understanding the structure of nucleic acids for processes such as transcription and translation.
Takeaways
- 🧬 DNA (Deoxyribonucleic acid) is the genetic material of the cell, storing genetic information and containing instructions to synthesize proteins and other necessary components for the organism.
- 🧬 RNA (Ribonucleic acid) has various functions within cells, including ribosomal RNA (rRNA) which is a structural component of ribosomes where protein synthesis occurs, and messenger RNA (mRNA) which carries information from DNA to the ribosomes.
- 🧬 Transfer RNA (tRNA) is an adaptor molecule that reads the information on mRNA and translates it into a specific sequence of amino acids.
- 🧬 Nucleotides are the building blocks of nucleic acids, consisting of three components: a nitrogenous base, a five-carbon sugar, and a phosphate group.
- 🧬 There are two types of nitrogenous bases: purines (adenine and guanine) and pyrimidines (cytosine, thymine in DNA, and uracil in RNA).
- 🧬 The sugar in DNA is deoxyribose, which lacks one oxygen atom compared to ribose, the sugar in RNA.
- 🧬 The phosphate group is a functional group containing phosphorus and is negatively charged, forming part of the nucleotide.
- 🧬 Nucleotides are linked together to form the long chains of nucleic acids through phosphodiester bonds, which involve the phosphate group and the 3' carbon of the sugar of the preceding nucleotide.
- 🧬 Nucleic acids have a hydrophilic backbone due to the alternating pattern of phosphate and sugar-phosphate groups, and hydrophobic bases that protrude from the sugar.
- 🧬 Nucleic acids have a directionality, with one end being the 5' end where the phosphate group of the first nucleotide is not linked to another sugar, and the other end being the 3' end where the 3' carbon of the last nucleotide is not linked to another phosphate group.
- 🧬 Nucleotides can also have functions beyond their structural role in nucleic acids, such as being a source of chemical energy (e.g., ATP - Adenosine triphosphate), components of coenzymes necessary for enzyme activity, and intracellular chemical messengers (e.g., cAMP - cyclic adenosine monophosphate).
Q & A
What are biological macromolecules?
-Biological macromolecules are large, complex molecules that are essential to life and include carbohydrates, lipids, proteins, and nucleic acids.
What are nucleic acids?
-Nucleic acids are biological macromolecules that include DNA (deoxyribonucleic acid) and RNA (ribonucleic acid). They are responsible for storing and transmitting genetic information.
What is the role of DNA in a cell?
-DNA is the genetic material of the cell that contains the instructions for synthesizing all the proteins and other molecules necessary for the organism's functioning.
What is RNA and what are its functions?
-RNA is involved in various functions within the cell. It includes ribosomal RNA, which is a structural component of ribosomes, and messenger RNA (mRNA), which carries genetic information from DNA to the ribosomes for protein synthesis.
What are the components of a nucleotide?
-A nucleotide is composed of three components: a nitrogenous base, a pentose sugar, and a phosphate group.
What are the differences between the sugar in DNA and RNA?
-DNA contains deoxyribose, a pentose sugar with five carbon atoms, while RNA contains ribose, which also has five carbon atoms but differs in the structure of the 2' carbon atom, having an additional oxygen atom.
What is the significance of the 5' to 3' directionality in nucleic acids?
-The 5' to 3' directionality is significant because it represents the direction in which the nucleotides are added to the growing chain of nucleic acids, and it is also the direction in which the genetic information is read during transcription and translation.
What are the roles of the different types of RNA mentioned in the script?
-The different types of RNA have specific roles: ribosomal RNA is part of the ribosome structure, mRNA carries genetic information for protein synthesis, and transfer RNA (tRNA) reads the information in mRNA and translates it into a specific sequence of amino acids.
What is ATP and why is it important for cells?
-ATP (adenosine triphosphate) is the primary energy molecule in cells. It stores and provides the chemical energy needed for many biochemical reactions.
What are coenzymes and how do they relate to nucleotides?
-Coenzymes are molecules necessary for the activity of certain enzymes. They often contain a nucleotide and are involved in biochemical reactions, such as NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) and FAD (flavin adenine dinucleotide).
What is the role of cyclic AMP (cAMP) as a chemical messenger in cells?
-cAMP is a molecule derived from ATP where the phosphate group is attached to the ribose sugar, making it cyclic. It acts as an intracellular messenger, playing a role in signal transduction and regulation of various cellular processes.
Outlines
🧬 Nucleic Acids: DNA and RNA Structure and Function
This paragraph delves into the world of biological macromolecules, specifically focusing on nucleic acids, which are best known as DNA and RNA. DNA, or deoxyribonucleic acid, is the genetic material of the cell that stores genetic information and contains instructions for synthesizing all the proteins and other molecules necessary for the organism. RNA, or ribonucleic acid, serves various functions within cells, including ribosomal RNA (rRNA), which is a structural component of ribosomes—the cellular structures where protein synthesis occurs, and messenger RNA (mRNA), which carries information from DNA to the ribosomes for protein production. The paragraph also explains the composition of nucleotides, the building blocks of nucleic acids, consisting of a nitrogenous base, a pentose sugar, and a phosphate group. The bases can be either pyrimidines or purines, with specific examples given for both DNA and RNA, such as cytosine, thymine (exclusive to DNA), uracil (exclusive to RNA), adenine, and guanine. The sugar component is also highlighted, with ribose in RNA and deoxyribose in DNA, differing by the presence of an oxygen atom. The paragraph concludes with an explanation of how nucleotides are linked together to form the long chains of nucleic acids through phosphodiester bonds, which involve the phosphate group of one nucleotide linking to the sugar of the preceding nucleotide.
🔬 Additional Roles of Nucleotides and Their Importance
Building upon the understanding of nucleic acids, this paragraph explores the additional roles that nucleotides can play beyond their structural function in DNA and RNA. Nucleotides can serve as a source of chemical energy, with ATP (adenosine triphosphate) being the primary energy molecule in cells. The structure of ATP is described, highlighting the adenine base and the three phosphate groups attached to the ribose sugar, with the hydrolysis of the bond between the third and second phosphate groups releasing energy for various biochemical reactions. Nucleotides can also be components of coenzymes, which are necessary for the activity of catalytic proteins, or enzymes. Examples of such coenzymes include NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) and FAD (flavin adenine dinucleotide), both of which contain a nucleotide and are involved in numerous biochemical reactions. Furthermore, nucleotides can act as intracellular chemical messengers, with the example of cAMP (cyclic AMP), an adenosine monophosphate where the phosphate group is linked to the ribose sugar, making the molecule cyclic. This role of nucleotides as messengers is emphasized as an important aspect of cellular communication.
🎓 Conclusion and Encouragement for Further Study
The final paragraph serves as a conclusion to the video, with a brief musical interlude before the speaker addresses the audience. The speaker encourages viewers to stay connected with the biology channel by subscribing and activating the notification bell to not miss future lessons. The paragraph ends on a positive note, wishing everyone well in their studies, and is followed by a closing musical note, signaling the end of the lesson.
Mindmap
Keywords
💡Macromolecules
💡Nucleic Acids
💡DNA
💡RNA
💡Nucleotides
💡Nitrogenous Bases
💡Pentose Sugar
💡Phosphate Group
💡Phosphodiester Bond
💡5' to 3' Directionality
💡Adenosine Triphosphate (ATP)
Highlights
Macromolecules are discussed, including carbohydrates, lipids, and proteins, with nucleic acids missing initially.
Nucleic acids are the most well-known biological macromolecules, known as DNA and RNA.
DNA, or deoxyribonucleic acid, is the genetic material of the cell, containing genetic information and instructions for synthesizing proteins.
RNA, or ribonucleic acid, has various functions and types within cells.
Ribosomal RNA (rRNA) is a structural component of ribosomes, where protein synthesis occurs.
Messenger RNA (mRNA) carries information from DNA to the ribosomes for protein production.
Transfer RNA (tRNA) reads information from mRNA and translates it into a specific amino acid sequence.
DNA and RNA are composed of nucleotide units, consisting of a nitrogenous base, a pentose sugar, and a phosphate group.
Nitrogenous bases are heterocyclic compounds derived from two precursors: pyrimidine and purine.
Pyrimidines, which are single-ring bases, include cytosine and thymine (in DNA) or uracil (in RNA).
Purines, which are double-ring bases, include adenine and guanine, present in both DNA and RNA.
The pentose sugar in RNA is ribose (C5H10O5), differing from deoxyribose (C5H10O4) in DNA by one oxygen atom.
The phosphate group is a functional group containing phosphorus and is negatively charged.
Nucleotides are linked together to form the long chains of nucleic acids through phosphodiester bonds.
Nucleic acids have a physical structure with hydrophilic and hydrophobic regions due to the arrangement of phosphate and sugar groups.
Nucleic acids have a 5' end and a 3' end, with the first nucleotide not bonded to another sugar and the last sugar not bonded to another phosphate.
There are four types of nucleotides in DNA and RNA due to the presence of four different nitrogenous bases.
Nucleotides can also have functions beyond structural roles in nucleic acids, such as being a source of chemical energy.
ATP (adenosine triphosphate) is the main cellular energy molecule, formed by the hydrolysis of the bond between the third and second phosphate groups.
Nucleotides can be part of coenzymes, which are necessary for the activity of catalytic proteins (enzymes).
Examples of coenzymes containing nucleotides include NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) and FAD (flavin adenine dinucleotide).
Nucleotides can act as intracellular chemical messengers, such as cAMP (cyclic AMP), which is an important second messenger in cellular signal transduction.
Transcripts
ed alle elezioni numero 15 ormai che
parliamo di macromolecole biologiche
abbiamo visto i carboidrati i libri e le
proteine mancano gli acidi nucleici
[Musica]
gli acidi nucleici sono le macromolecole
biologiche meglio conosciute come dna
rna il dna acido desossiribonucleico
è il materiale ereditario della cellula
conserva l'informazione genetica e
contiene le istruzioni per sintetizzare
tutte le proteine e tutto il rende
necessari per l'organismo
rna acido ribonucleico
a varie funzioni e nelle cellule ne sono
contenuti vari tipi
rna ribosomiale
rna
componente strutturale dei ribosomi
ossia come vedremo in seguito delle
strutture cellulari su cui avviene la
sintesi delle proteine e rna
messaggero mrna
caprola messaggero è già molto eloquente
questo rna porta ai ribosomi le
informazioni contenute nel dna
necessarie a produrre le proteine
di trasferimento di rna onorevole
adattatrice che leggono le informazioni
presenti nel mrna e le traducono in una
specifica sequenza aminoacidica
si è dna che il rene a sono costituiti
da una unità di base i nucleotidi
vediamo come sono fatti i nucleotidi
sono costituiti da tre componenti una
base azotata uno zucchero pento sio un
gruppo funzionale fossato carico
negativamente rp o 42 meno la base
azotata è un composto etero ciclico i
composti eterociclici sono molecole che
contengono uno o più anelli formati
anche da domi diversi dal carbonio
base a giocata quale sarà l'atomo
diverso dal carbonio azoto le basi
azotate derivano da due composti
precursori la di rimini na e la purina
le basi azotate per i minimi che sono
costituite da un solo anello e sono tre
la citosina presenti sia nel dna che
nelle renne a la mimina presente
esclusivamente nel dna e l'ora cile è
presente esclusivamente nelle mrna
le basi azotate
polini che sono costituite da due anelli
e sono due la denina per la guanina
entrambe presenti sia nel dna che nel
rene a
zucchero ventoso e come visto nella
lezione 15 un monosaccaridi
5 atomi di carbonio
il vento sia presente nelle rna il
ribosio c5 h 10 o 5 è diverso da quello
presente nel dna il 2 primo de sossi
ribosio c 5 a 10 o quattro
nel de sossi di bosio rispetto al
ribosio c'è un atomo di ossigeno in meno
legato sul carbonio 2 primo si scrive
carbonio 2 primo e non due per una
convenzione necessaria a non confondere
gli atomi di carbonio dello zucchero con
quelli della base a dotata di atomi di
carbonio dello zucchero anno il primo
nella numerazione il gruppo fosfato
l'abbiamo visto nella lezione 14 è un
gruppo funzionale contenente e fosforo
r pippo 42 meno un nucleo di te senza
gruppo fosfato è detto nucleotide ma
vediamo come sono uniti tra loro questi
tre componenti un nucleotide il 28 o al
centro e su di esso sono legati il
gruppo costato al carbonio 5 primo dello
zucchero la base azotata al carbonio
1 primo dello zucchero il legame che
unisce il pen tokyo e la base azotata
sia nel caso delle basi pd midili che
che nel caso delle basi che politiche
tra un atomo di carbonio il carbonio 1
primo dello zucchero appunto
è un atomo di azoto della base azotata
questo legame tra il 28 e la base a
dotata è detto legame bellicosi dico per
un nucleo tini si legano tra loro per
formare le lunghe catene degli acidi
nucleici
attraverso un legame detto fosfo di
estetico che come intuibile dal nome
coinvolge il gruppo fosfato il gruppo
fosfato di un nucleotide si lega al
carbonio 3 primo dello zucchero del
nucleo di the precedente nella catena e
fa quelli da ponte tra due ventosi
successivi
acidi nucleici hanno allora uno
scheletro idro fisico perché come vedete
ci sono molte molecole di ossigeno e
anche molte cariche libere costituito da
un'alternanza tra gruppi fosfato e
zuccheri penn tosi delle catene laterali
idrofobiche che sporgono dallo zucchero
le basi azotate
a questo punto è fondamentale parlare
del fatto che le molecole di acido
nucleico hanno sempre un estremità 5
primo in cui il gruppo fosfato del primo
nucleotide non è legato al carbonio 3
primo di un altro zucchero un'estremità
3 primo in cui il carbonio 3 primo
dell'ultimo nobile ride non è legato
all'altro gruppo tostato ho scritto
primo e ultimo nucleo di te perché la
struttura di una singola catena di acido
nucleico è sempre scritta in direzione 5
primo 3 primo quindi del nucleo di te
all'estremità 5 primo è il primo della
fila per il nucleo di le all'estremità 3
primo el ultimo
come per l'ordine di scrittura delle
estremità anni e cg terminale di un
polipo e pile viste nella lezione
precedente per ora prendete questo
concetto come una convenzione ma
capiremo il perché quando parleremo di
trascrizione e traduzione
se nelle scorse elezioni abbiamo visto
che esistono venti aminoacidi comuni
diversi tra loro per le loro catene
laterali in questa lezione diciamo che
esistono quattro nucleo pt diversi tra
loro per le loro basi azotate
giulia ma prima c'è nominato cinque basi
azotate sì è vero ma vi ho detto che la
timida è presente solo nel dna che dura
cile è presente solo nel rene ha quindi
per ognuno dei due tipi di acido
nucleico avremo solo 4 i nucleotidi
disponibili rimane da accennare al fatto
che i nucleotidi possono compiere
funzioni diverse da quella strutturale
che hanno negli acidi nucleici
i nucleotidi possono essere fonte di
energia chimica la principale molecola
energetica cellulare e l'atp ossia
l'adenosina trifosfato una molecola di
ribosio in cui a carbonio 1 primo è
legata la base a dotata adenina e al
carbonio 5 primo sono legate in gruppi
fosfato idrolisi del legame covalente
tra il terzo e il secondo gruppo costato
è una reazione e sorgo nica
rilascia l'energia chimica necessaria a
molte altre reazioni biochimiche e gli
organi che badate che la formazione del
legame tra il secondo e il terzo gruppo
costato e una reazione quando ergom
unica e accumula questa energia appena
citata di nucleotidi possono essere
componenti dei co fattori enzimatici
ossia di molecole necessarie
all'attività degli enzimi le proteine
catalitiche gli esempi più noti di in
fattori contenenti un nucleotide sono il
nab
nicotina mille aden in di nucleotide ed
i fab flavia a dean di nucleotide co
fattori che sentirete nominare spesso
nelle reazioni biochimiche come dicono i
nomi in entrambi i casi è presente la
base azotata dell'henan il nucleo di ti
possono essere messaggeri chimici
intracellulari uno degli esempi più
comuni è dato dalla mpc lico cia mp che
altro non è che un
adenosina monofosfato in cui il gruppo
fosfato è legato al carbonio 5 primo ha
reso la molecola ciclica unendosi anche
all'ossigeno legato al carbonio 3 primo
anche della mp ciclico sentirete molto
parlare
[Musica]
anche per questa lezione è tutto al
solito laica il video se vi sono stata
d'aiuto e restate connessi con me e con
la biologia iscrivendovi al canale
attivando la campanella
alla prossima e buono studio a tutti
[Musica]
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