LE MOLECOLE BIOLOGICHE

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1 LE MOLECOLE BIOLOGICHE

2 Le cellule contengono quattro famiglie principali di molecole organiche Zuccheri (monosaccaridi) - forniscono una fonte di energia - subunità dei polisaccaridi Amminoacidi - subunità delle proteine Nucleotidi - subunità del DNA e dell RNA Acidi grassi - componenti delle membrane cellulari

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6 LE PROTEINE da proteios: primo posto Le macromolecole più ubiquitarie della cellula Da esse dipendono praticamente tutte le attività della cellula stessa Possono essere monofunzionali (se svolgono una sola funzione) o bifunzionali (se svolgono due ruoli distinti)

7 Enzimi In base alla loro funzione possono essere distinte in: Proteine strutturali Proteine di mobilità Proteine di regolazione Proteine di trasporto Proteine recettoriali Proteine di difesa Proteine di immagazzinamento

8 I monomeri sono amminoacidi Il legame tra un gruppo carbossilico ed un gruppo ammidico è detto LEGAME AMMIDICO Quando avviene tra due amminoacidi è comunemente chiamato LEGAME PEPTIDICO

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12 I POLISACCARIDI Lunghe catene polimeriche di zuccheri o loro derivati Quando sono composti di pochi monomeri si parla di oligosaccaridi Svolgono funzioni di riserva (es. amido e glicogeno) o strutturali (cellulosa) Gli oligosaccaridi di superficie svolgono ruoli importanti nel riconoscimento di molecole segnale extracellulari

13 *composizione chimica delle cellule Zuccheri o Polisaccaridi Gli zuccheri sono caratterizzati da gruppi OH e un gruppo aldeidico o un gruppo chetonico; si formano rispettivamente aldosi e chetosi. Si trovano negli esseri viventi molti zuccheri pentosi ed esosi a forma ciclica. La forma ad anello determina la presenza di isomeri (geometrici, stereoisomeri). Gli zuccheri come molte delle altre molecole dei viventi possono trovarsi in forma monomerica ed in forma polimerica, entrambe continuamente in divenire all'interno delle cellule: infatti si osservano continui processi di polimerizzzione e di depolimerizzazione.

14 *composizione chimica delle cellule zuccheri

15 I monomeri sono monosaccaridi zuccheri semplici con la formula generale (CH 2 O) n Il legame covalente tra due molecole di zucchero è noto come LEGAME GLICOSIDICO Reazione di condensazione in cui due molecole si uniscono come risultato della perdita di una molecola d acqua

16 Polimerizzazione: attivita' di sintesi che porta a liberare una molecola di H 2 0 Depolimerizzazione: attivita' idrolitica in base alla quale inserendo una molecola di H 2 0 il polimero viene scisso nei vari monomeri. Il legame che porta alla formazione di polimeri di zuccheri e' il legame glicosidico (ponte di O dopo liberazione di H20 tra due gruppi OH). Il legame glicosidico si forma tra il C 1 e C 4 o C 6. Il tipo di legame glicosidico (1-4 o 1-6) impiegato fornisce caratteristiche peculiari al polimero che viene formato. Per es. tra cellulosa e glicogeno (entrambi polimeri di glucosio) la differenza e' data dal C implicato nella formazione del legame glicosidico. Le proprieta' sono completamente differenti: la prima si trova nelle cellule vegetali e risulta indigeribile per gli animali. Il secondo rappresenta la riserva di glucosio degli animali e viene immagazzinato nel fegato sotto forma di strutture a 'rosette'. Le catene polimeriche saccaridiche sono generalmente definite ramificate.

17 Lezione 1 *composizione chimica delle cellule zuccheri

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19 I LIPIDI Categoria molto eterogenea definita in termini di solubilità piuttosto che di struttura chimica Componenti cellulari con bassa affinità per l acqua ed elevata solubilità in solventi non polari (cloroformio, etere ecc.) Alcuni lipidi sono anfipatici avendo sia una regione polare sia una apolare

20 riserva di energia (triglicerdi) Quali ruoli svolgono? funzioni biologiche specifiche struttura delle membrane biologiche (ormoni steroidei, glicolipidi, terpeni ecc) (fosfolipidi)

21 Lipidi Sono formati da alcooli ed acidi organici. Acidi grassi: Sono acidi carbossilici ad elevato numero di C, con legami semplici (saturi) o doppi e tripli (insaturi).

22 ACIDI GRASSI Composto da una catena idrocarburica idrofobica a cui è attaccato un unico gruppo carbossilico idrofilico (molecola anfipatica) Sono conservati sotto forma di goccioline di triacilgliceroli: una molecola di glicerolo esterificata da tre acidi grassi Possono essere demoliti per produrre circa sei volte più energia utilizzabile del glucosio

23 STEROIDI Contengono un caratteristico scheletro carbonioso a 4 anelli Importante è il colesterolo: - precursore di numerosi ormoni steroidei (testosterone, progesterone, colesterolo) - importante componente delle membrane Possono essere demoliti per produrre circa sei volte più energia utilizzabile del glucosio

24 Steroidi: struttura complessa ciclica. Svolgono funzioni strutturali ma anche funzionali (ormoni). Uno steroide molto diffuso e' il colesterolo presente nelle membrane biologiche. L interruzione della sua simmetria influenza le caratteristiche di fluidita' delle membrane.

25 Trigliceridi: si formano dalla sostituzione degli OH della glicerina con tre acidi grassi. L'acido grasso si lega con un legame diesterico.

26 Fosfolipidi: molecole altamente polarizzate; sono i componenti principali delle membrane biologiche. Sono caratterizzati da una porzione idrofilica (testa) ed una idrofobica (coda). Sono costituiti da due catene di acidi grassi (saturi od insaturi) che formano le due code idrofobiche legate con legame diesterico al glicerolo a cui si lega la testa idrofilica costituita da fosfato piu' un gruppo specifico (es. colina, serina, etanolamina, etc.).

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28 I fosfolipidi e le membrane biologiche Il glicerolo è unito a sole due catene di ac. grassi, il terzo sito è legato ad un gruppo fosfato

29 GLI ACIDI NUCLEICI Ruolo nell archiviazione e nella trasmissione dell informazione genetica Ruoli strutturali e catalitici In tutti gli organismi unicellulari l informazione depositata nel DNA è mediata dall RNA

30 I monomeri sono nucleotidi

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