I nucleotidi sono molecole che formano una parte critica dell’RNA e del DNA, il che li rende importanti per ogni organismo vivente sulla Terra. Queste molecole speciali sono anche coinvolte nelle reazioni enzimatiche nel corpo, nella produzione di energia chimica e nella segnalazione cellulare. Numerosi ricercatori lavorano con i nucleotidi, identificando diversi tipi e le loro funzioni e studiando la loro struttura chimica.
Tre molecole separate si uniscono per formare un nucleotide. Il primo è una base che può essere un composto purinico o pirimidinico. La base si attacca a uno zucchero pentoso, uno zucchero che ha cinque atomi di carbonio, per creare un nucleoside. Il nucleoside a sua volta si unisce a un gruppo fosfato, creando un nucleotide. Nel caso dell’RNA, lo zucchero è uno zucchero ribosio, che crea un ribonucleotide, e nel DNA, lo zucchero è uno zucchero desossiribosio, che crea un desossiribonucleotide.
Quando i nucleotidi si legano insieme, formano acido nucleico, un polimero. Nel DNA e nell’RNA, i legami chimici creano lunghe catene di acidi nucleici che si uniscono in una famosa forma a scala. La struttura chimica di ciascun nucleotide determina a quale nucleotide può legarsi attraverso la scala, un tratto importante che determina come il DNA e l’RNA possono essere assemblati. Ogni insieme di nucleotidi che costituisce un piolo nella scala è noto come coppia di basi e un singolo organismo può avere miliardi di coppie di basi nel suo codice genetico.
I nucleotidi, insieme agli amminoacidi, sono talvolta indicati come i mattoni della vita, perché forniscono la base del codice genetico. Sotto forma di DNA, gli acidi nucleici sono in grado di subire un processo noto come trascrizione per creare una copia dell’RNA e la copia dell’RNA dirige la produzione di varie proteine da parte dell’organismo. Queste proteine sono coinvolte nei processi biochimici quotidiani e anche nella struttura sottostante di un organismo, con i geni per produrre proteine che si attivano non appena un uovo viene fecondato e le cellule iniziano a dividersi.
La ricerca sui nucleotidi si occupa di identificare i vari nucleotidi presenti nell’organismo e cosa fanno, e di osservare le variazioni dei nucleotidi che possono essere legate a patologie ea vari fenomeni naturali. Ad esempio, errori nella produzione di nucleotidi possono portare a mutazioni genetiche, causate da interferenze nella copiatura del DNA che provocano danni a varie aree del codice genetico. Molti ricercatori utilizzano sofisticati sistemi di modellazione computerizzata per creare modelli dei nucleotidi con cui lavorano.