ADN-ul (materialul genetic) – este principalul constituient al cromozomilor din nucleul celulei si joaca un rol esential in determinarea caracterelor ereditare.
ADN-ul este format din doua filamente compuse din molecule de dezoxiriboza si fosfati infasurati intr-o elice dubla si unita cu ajutorul unor baze azotate inlantuite prin punti de hidrogen, ca si cum ar fi o scara in spirala.
Exista patru tipuri de baze azotate, denumite adenina, guanina, timina si citozina, a caror relatie este complementara, deoarece una singura nu se poate imbina cu alta specifica. Succesiunea acestor elemente determina alcatuirea genelor, care corespund fragmentelor specifice de ADN si care constituie unitatile functionale ce determina caracterele ereditare.
Din punct de vedere chimic, ADN-ul este un acid nucleic. Este o polinucleotida, adica un compus in structura caruia se repeta un set limitat de macromolecule numite nucleotide; in acest sens, el este definit ca fiind un „copolimer statistic”:
- un „copolimer” este un polimer in compozitia caruia se repeta mai multe „motive” (monomeri); in cazul ADN-ului, monomerii sunt nucleotidele.
- iar „statistic” inseamna ca monomerii se repeta de maniera aleatorie in lantul polimer, fara ca ei sa fie dispusi alternativ sau dupa oricare alt aranjament repetitiv (asa cum se intampla, de exemplu, in etilen-acetatul de vinil (EVA) sau in acronitril-butadien-stiren (ABS).
Nucleotida, ce reprezinta unitatea de baza a ADN-ului, este o macromolecula organica (o N-glicozida) compusa (prin policondensare) din:
- un carbohidrat, adica o glucida (mai exact o monozaharida) de tipul „pentoza” (in forma furanozica)
- o baza azotata heterociclica („inel” sau „ciclu” aromatic in 6 atomi) de tipul pirimidinei, sau o varianta a acesteia condensata cu inelul imidazolic, numita purina
- si un rest de acid fosforic (esterificat cu unul din hidroxilii pentozei), adica un „grup fosfat”.
Pentozele care intra in structura ADN-ului sunt D-2-dezoxiriboza (pentru acidul nucleic tip ADN) sau D-riboza (pentru acidul nucleic tip ARN).[B] Doua dintre bazele heterociclice azotate ale ADN-ului sunt purinice (adenina si guanina), iar celelalte doua sunt pirimidinice (citozina si timina).
In ARN uracilul inlocuieste timina. In cadrul elicei caracteristice, in forma de scara spiralata, resturile pirimidinice ale monomerului sunt orientate spre interior, formand cu resturile purinice ale celuilalt monomer „treapta” scarii, in timp ce pentozele formeaza bratele acesteia, de la o dubla unitate la alta (adica de la un cuplu purinic-pirimidinic la urmatorul), legatura fiind realizata de gruparile fosfat (prin atomii lor de oxigen). Legaturile dintre resturile de purine si pirimidine sunt de natura moleculara si nu chimica, ele fiind legaturi de hidrogen.