Untitled

Le biomolecole

4.1 Le biomolecole determinano struttura e funzione dei viventi

  • Gli organismi viventi sono composti da biomolecole, le principali molecole che determinano la struttura e la funzionalità dei viventi.
  • Le biomolecole contengono essenzialmente carbonio (C), idrogeno (H), ossigeno (O) e azoto (N).
  • Quattro categorie fondamentali di biomolecole:
    • Carboidrati
    • Lipidi
    • Proteine
    • Acidi nucleici
  • Le vitamine, pur essendo chimicamente diverse, sono necessarie per le principali funzioni cellulari in piccole quantità.
  • La biochimica è la scienza che studia l'organizzazione, l'interazione e le trasformazioni delle biomolecole negli organismi viventi.

4.2 I carboidrati sono composti polifunzionali

  • Carboidrati: molecole più abbondanti sulla Terra, prodotte dalla fotosintesi con un valore di circa 250 miliardi di tonnellate di CO2 convertiti l'anno.
  • Funzioni: energetiche, strutturali, di segnalazione e di lubrificazione.
  • Formula generale: Cn(H2O)n.
  • Classificazione dei carboidrati:
    • Monosaccaridi: molecole semplici (es. glucosio).
    • Disaccaridi: due monosaccaridi uniti (es. saccarosio).
    • Oligosaccaridi: da 3 a 20 monosaccaridi.
    • Polisaccaridi: più di 20 monosaccaridi.
  • Monosaccaridi:
    • Composti da catene di 3-8 atomi di carbonio.
    • Gruppo carbonilico e gruppi ossidrilici ().
    • Classi: aldosi (carbonile all'estremità) e chetosi (carbonile all'interno).
  • Stereoisomeria nei monosaccaridi: almeno un atomo di carbonio asimmetrico; esistono enantiomeri (corrispondenza ottica) come la D-gliceraldeide e L-gliceraldeide.
  • Carboidrati ciclici: stabilità in forme cicliche, la forma predominante è esatomica o pentatomica (piranosici o furanosici).

4.3 I lipidi sono composti insolubili in acqua

  • Lipidi: composti chimicamente eterogenei, insolubili in acqua (solubili in solventi apolari come cloroformio).
  • Classificazione:
    • Lipidi saponificabili: contengono acidi carbossilici (es. trigliceridi, fosfolipidi).
    • Lipidi non saponificabili: senza acidi carbossilici (es. steroidi).
  • Funzioni: strutturale (membrane cellulari), energetiche (energia rilasciata dall'ossidazione di lipidi).
A. Gli acidi grassi
  • Acidi carbossilici a catena variabile, catene da C4 a C36.
  • Caratteristica primaria: saturi (nessun doppio legame) e insaturi (almeno un doppio legame).
  • Importanza di acidi grassi essenziali (ω-3 e ω-6) nella dieta.
B. I trigliceridi
  • Formati da glicerolo esterificato con acidi grassi.
  • Importanza per la conservazione dell'energia.
  • Reattività: possono subire idrolisi, producendo glicerolo e acidi grassi.
C. I fosfolipidi e glicolipidi
  • Componenti fondamentali delle membrane cellulari.
  • Fosfolipidi: glicerolo con acidi grassi e un gruppo fosfato.
  • Glicolipidi: simili ai fosfolipidi ma con oligosaccaridi.
D. Le cere
  • Migliorano le protezioni delle superfici in esseri viventi, come piume impermeabili.
E. I lipidi non saponificabili
  • Steroidi e terpeni, composti con strutture chimiche diverse da lipidi saponificabili.

4.4 Le proteine hanno molteplici strutture e funzioni

  • Proteine: polimeri costruiti da amminoacidi, aventi ruoli strutturali, di trasporto, difesa, comunicazione e catalisi.
A. Gli amminoacidi
  • Composti da un gruppo amminico, carbossilico e una catena laterale variegata.
  • Classificazione degli amminoacidi: apolari, polari, acidi e basici.
  • Amminoacidi essenziali: devono essere assunti attraverso la dieta.
B. Il legame peptidico
  • Legame tra amminoacidi formato da reazione di condensazione.
  • PCome i peptidi sono polimeri di aminoacidi, le catene di amminoacidi possono avere variazioni strutturali causando modifiche nella funzione delle proteine.
C. La struttura delle proteine
  • Struttura Primaria: sequenza amminoacidica.
  • Struttura Secondaria: legami a idrogeno formano eliche e foglietti (beta).
  • Struttura Terziaria: conformazione 3D data da interazioni tra catene laterali.
  • Struttura Quaternaria: multi-subunitaria, composizione di più catene polipeptidiche.
  • Le conformazioni determinate da struttura primarie, secondarie e terziarie sono fondamentali per la funzionalità della proteina.