Attacco Nucleofilo

Un attacco nucleofilo è la reazione chimica fondamentale con cui un nucleofilo (una specie ricca di elettroni, con un doppietto disponibile o una carica negativa) attacca un centro elettrofilo (un atomo povero di elettroni, spesso un carbonio o un fosforo) formando un nuovo legame covalente. È il meccanismo elementare alla base della maggior parte delle reazioni del metabolismo degli acidi nucleici e delle proteine.

---

Come avviene

1. Il nucleofilo (es. un ossidrile $\text{-OH}$, un gruppo amminico, una molecola d’acqua) avvicina il proprio doppietto elettronico all’atomo elettrofilo.
2. Si forma un nuovo legame nucleofilo–elettrofilo mentre, contemporaneamente o subito dopo, si rompe uno dei legami preesistenti dell’elettrofilo (il gruppo uscente se ne va con la coppia di elettroni).
3. Negli acidi nucleici l’elettrofilo tipico è il fosforo del gruppo fosfato: l’attacco avviene sul fosforo e il gruppo uscente è un ossigeno legato al carbonio dello zucchero. Si ha così uno scambio di legame fosfodiesterico.

La forza del nucleofilo, la natura del gruppo uscente e l’orientamento spaziale (spesso garantito da un enzima) determinano se e quanto velocemente la reazione procede.

---

Casi nel vault

• Splicing — Transesterificazione: nella prima reazione il $2^{\prime }\text{-OH}$ dell’adenina del branch point è il nucleofilo che attacca il fosforo al sito donatore 5’ (GU); nella seconda è il $3^{\prime }\text{-OH}$ dell’esone a monte ad attaccare il sito accettore 3’ (AG). Vedi Splicing.
• Sintesi del DNA — DNA Polimerasi: il $3^{\prime }\text{-OH}$ del nucleotide in crescita attacca il fosfato α del nuovo dNTP, formando il legame fosfodiesterico e liberando pirofosfato.
• Sintesi proteica — Ribosoma: nella peptidil-transferasi il gruppo amminico dell’amminoacil-tRNA attacca il carbonio carbonilico del peptidil-tRNA, formando il legame peptidico (qui l’elettrofilo è un carbonio, non un fosforo).

Negli acidi nucleici l’attacco nucleofilo sul fosfato è il “mattone” che spiega perché le transesterificazioni dello splicing non consumano ATP: si scambiano legami già esistenti, non se ne creano ex novo.

---

🔗 Collegamenti

• Transesterificazione — 📋 fa parte di
• Splicing — 🔗 stesso meccanismo / stessa via
• DNA Polimerasi — 🔗 stesso meccanismo / stessa via
• Ribosoma — 🔗 stesso meccanismo / stessa via