Costituenti chimici della materia vivente

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1 Costituenti chimici della materia vivente

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4 Le macromolecole biologiche Macromolecole (dal greco macros = grande) biologiche. Classi di composti biologici multifunzionali: Polisaccaridi proteine acidi nucleici (lipidi non formano legami covalenti, ma possono formare grandi strutture sopramolecolari) Le macromolecole sono catene ripetitive di piccole unita costitutive chimicamente semplici: i monomeri ( monos = uno solo; meros = unita ) unite covalentemente una all altra a formare polimeri ( polus = molti): Polimeri Monomeri polisaccaridi zuccheri proteine aminoacidi acidi nucleici nucleotidi Le unita monomeriche sono identiche in specie differenti, ma non le macromolecole che formano Le funzioni delle macromolecole derivano direttamente dalla loro struttura. Ogni organismo sintetizza le proprie peculiari macromolecole utilizzando gli elementi costitutivi presenti negli alimenti.

5 Polisaccaridi di deposito

6 Polisaccaridi di struttura

7 Grassi Sono molecole insolubili in acqua: Grassi e oli (agiscono da riserva energetica) Fosfolipidi (ruolo strutturale nelle membrane cellulari) Carotenoidi (catturano l energia luminosa) Steroidi (es. ormoni steroidei, colesterolo) (agiscono da molecole segnale) Alcune vitamine : vitamina A: deriva dal beta carotene presente nelle verdure gialle e verdi; è implicata ne processo di captazione degli stimoli luminosi da parte dell occhio (deficit causa cecità notturna, ritardi nell accrescimento, secchezza della cute) Vitamina D: regola l assorbimento intestinale del calcio ed è necessaria per la corretta deposizione di calcio nelle ossa (defict causa rachitismo) Vitamina E: azione protettiva sulle cellule nei confronti dei danni causati da reazioni di ossido riduzione. Vitamina K: prodotta dai batteri presenti nell intestino umano, è essenziale per la la coagulazione.

8 Acido grasso

9 LE PROTEINE - Le proteine sono costituite da aminoacidi - Gli aminoacidi sono uniti covalentemente da legami peptidici La funzione delle proteine e determinata dalla loro struttura. Livelli di organizzazione strutturale delle proteine: I. La struttura primaria di una proteina e la sua sequenza aminoacidica. II. Le strutture secondarie ad alfa elica e foglietto beta sono stabilizzate da legami idrogeno III. La struttura terziaria si forma in conseguenza del ripiegamento della catena polipeptidica con possibili legami covalenti ( es. ponti disolfuro tra due residui di cisteina) IV. La struttura quaternaria consiste nella presenza di subunita peptidiche (es. emoglobina formata da 4 subunita ). Le proteine possono essere denaturate e rinaturate. Chaperon molecolari aiutano le proteine ad assumere la struttura corretta.

10 Aminoacidi

11 Livelli di struttura delle proteine

12 Struttura terziaria e quaternaria dell emoagglutinina Figure 3-4b,c

13 Anemia falciforme

14 Effetti pleiotropici

15 Ripiegamento (folding) delle proteine

16 Regolazione delle funzioni delle proteine

17 Gli acidi nucleici

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19 I nucleotidi

20 Rosalind Franklin Rosalind Franklin (a) (scomparsa nel 1958 all età di soli 38 anni), mediante una fotografia di diffrazione del DNA ai raggi X (b), permise a Watson, Crick e Wilkins di capire la struttura a doppia elica del DNA e quindi di ricevere il premio Nobel nel 1962.

21 Contenuto in basi del DNA degli organismi

22 Regole di Chargaff [A] = [T] [G] = [C] Rapporto diverso da 1: [A] + [T] [G] + [C] [A]=[G] [T]=[C] Rapporto = 1: [A]/[T] [G]/ [C] [A] + [C] [G] + [T]

23 50 anni fa. Nature, April 25th, 1953 n 4356

24 Appaiamento delle basi

25 LA DOPPIA ELICA

26 DIMENSIONI DEL DNA

27 DNA codificante e non % 4.7 Mb 12.1 Mb 100 Mb 3000 Mb

28 Alberts et al. 2005

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30

31 L RNA: Acido Ribonucleico 1. mrna (messaggero) 2. trna (trasferimento) 3. rrna (ribosomale)

32 RNA

33 RNA

34 Bioinformatica e Genomica Genomica 1953 Watson e Crick descrivono la struttura della doppia elica del DNA APRILE 2003 Laboratori di ricerca pubblica consorziati nel Progetto Genoma Umano (HGP) rendono pubblica la sequenza dei 3 miliardi di elementi chimici che compongono l intero genoma umano ATTCGGCTTATATTCCGAT ACTAGGTTCCGATAGCTAG CTAGCTTTACTTGCCTATG CGTAGATGCTAGTCGGATT TACATAGATCTAGATTTAG Le lettere che compongono il genoma umano se stampate occuperebbero una libreria di 1000 volumi ciascuno di 500 pagine Maria Grazia Romanelli

35 Le strutture cellulari sono costituite da aggregati cellulari

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