Fonte di energia Riserva di energia Lipidi Funzione strutturale: Protezione membrane Ormoni termica, biologiche steroidei,... meccanica, elettrica

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Enrico Forti
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Fonte di energia Riserva di energia Lipidi Sostanze organiche molto eterogeneee dal punto di vista chimico, caratterizzate da dimensioni molecolari modeste, insolubili in

1 Fonte di energia Riserva di energia Lipidi Sostanze organiche molto eterogeneee dal punto di vista chimico, caratterizzate da dimensioni molecolari modeste, insolubili in acqua ma solubili nei solventi organici. Si distinguono in grassi e oli. Funzione strutturale: membrane biologiche Ormoni steroidei,... Protezione termica, meccanica, elettrica

L impacchettamento degli acidi grassi dipende dal loro grado di saturazione Gli acidi grassi saturi nella forma completamente estesa si impacchettano con una

2 L impacchettamento degli acidi grassi dipende dal loro grado di saturazione Gli acidi grassi saturi nella forma completamente estesa si impacchettano con una disposizione quasi cristallina (consistenza cerosa). La presenza di uno o più doppi legami cis interferisce con questa disposizione e produce aggregati meno stabili (liquidi oleosi)

3 Steroli Nucleo steroideo planare e rigido. Il principale è il colesterolo. Oltre alla funzione strutturale sono precursori di numerose molecole come gli ormoni steroidei e gli acidi biliari. COLESTEROLO Vitamina D

Sono le strutture che delimitano i confini della cellula e degli organelli intracellulari (negli eucarioti); esse mediano il traffico di molecole tra l interno e l esterno della cellula e fra i vari

4 Sono le strutture che delimitano i confini della cellula e degli organelli intracellulari (negli eucarioti); esse mediano il traffico di molecole tra l interno e l esterno della cellula e fra i vari organelli. Caratteristiche delle membrane biologiche: hanno aspetto trilamellare sono asimmetriche sono strutture dinamiche sono impermeabili a molte sostanze possiedono sistemi di trasporto specifici

5 Proteine e lipidi sono liberi di spostarsi lateralmente nel piano del doppio strato, mentre i movimenti da una faccia all altra sono molto meno frequenti. I carboidrati sono sempre disposti sulla membrana esterna e hanno funzione di riconoscimento

6 Fosfatidilcolina I fosfolipidi sono i principali componenti strutturali delle membrane cellulari in cui due strati di fosfolipidi si affacciano l uno verso l altro

8 La biosintesi degli acidi grassi avviene nel citosol a partire da unità di malonil CoA a) quando la cellula possiede quantità sufficienti di combustibile metabolico o b) quando la dieta è ricca di carboidrati e proteine e povera di grassi. Carburante per digiuno-cuorecervello. NADPH! via Malonil-CoA

Presenti nella cellula come gocce nel citosol (in particolare negli

9 o trigliceridi 3 acidi grassi legati ad una molecola di glicerolo mediante legame estere Non polari, idrofobici, insolubili in acqua Presenti nella cellula come gocce nel citosol (in particolare negli adipociti) Funzione di riserva energetica In alcuni animali usati anche come isolamento termico

L assorbimento dei lipidi presenti nella dieta I triacilgliceroli sono una riserva molto efficiente di energia, conservati nella cellula sotto forma di gocce di

10 L assorbimento dei lipidi presenti nella dieta I triacilgliceroli sono una riserva molto efficiente di energia, conservati nella cellula sotto forma di gocce di grasso. Sono molecole altamente ridotte e la loro completa ossidazione produce più del doppio dell energia prodotta dalla stessa quantità in peso di carboidrati o proteine.

MOBILIZZAZIONE DEI TRIACILGLICEROLI CONSERVATI NEL TESSUTO ADIPOSO Triacilglicerolo lipasi-ormone sensibile (glucagone - fegato ed epatociti) (adrenalina anche muscolo scheletrico) Gli acidi grassi

11 MOBILIZZAZIONE DEI TRIACILGLICEROLI CONSERVATI NEL TESSUTO ADIPOSO Triacilglicerolo lipasi-ormone sensibile (glucagone - fegato ed epatociti) (adrenalina anche muscolo scheletrico) Gli acidi grassi rilasciati in questa reazione diffondono fuori dall adipocita nel sangue dove si legano alla proteina serica albumina. Legati a questa proteina solubile, gli acidi grassi sono trasportati ai tessuti (muscolo scheletrico, cuore e corteccia surrenale). Gli acidi grassi si dissociano dall albumina e diffondono nel citosol della cellula in cui devono servire come combustibile

12 La β-ossidazione degli acidi grassi comprende 4 fasi: 1 1. Ossidazione (deidrogenazione) 2. Idratazione 2 3. Ossidazione 4. Tiolisi Ad ogni ciclo, la molecola di acido grasso viene accorciata di due atomi di carbonio generando Acetil-CoA (2C) 3 4

14 NUCLEOTIDI e ACIDI NUCLEICI I nucleotidi posseggono una base azotata con struttura che si rifà a quella delle molecole aromatiche BASE AZOTATA + ZUCCHERO (RIBOSIO) = NUCLEOSIDE NUCLEOSIDE + FOSFATO (o + FOSFATI) = NUCLEOTIDE

15 NUCLEOTIDI I nucleotidi rappresentano la forma di energia corrente che viene utilizzata nelle attività metaboliche I nucleotidi sono anche segnali chimici I nucleotidi sono i componenti strutturali di un certo numero di cofattori enzimatici

16 Nel benzene i doppi legami sono CONIUGATI Grande stabilità L anello aromatico conferisce carattere idrofobico

17 Composti eterociclici I composti eterociclici aromatici o alifatici, mostrano una struttura ciclica in cui sono presenti uno o più atomi diversi dal carbonio. Sono presenti all interno di alcune molecole naturali (basi azotate, certi aminoacidi, vitamine).

18 mancante nel DNA

19 Legame N-glicosidico

20 Componenti strutturali degli acidi nucleici Trasportatori di energia chimica (ATP ) Cofattori enzimatici (NAD, FAD,..) Secondi messaggeri (camp) Regola di Charghaff A = T C = G

Il DNA è una molecola particolarmente stabile grazie a:

il contatto con l acqua DNA - Legame idrogeno tra i

Impilamento delle basi - Interazioni elettrostatiche

21 Il DNA è una molecola particolarmente stabile grazie a: - Basi azotate idrofobiche all interno che ne escludono il contatto con l acqua DNA - Legame idrogeno tra i gruppi funzionali più importanti (complementarietà) - Impilamento delle basi - Interazioni elettrostatiche della superficie esterna con cationi bivalenti (Mg++) o istoni

24 Scoperta (risolta ai raggi X) nel 1953 da Crick Watson - Wilkins

25 Solco minore Solco maggiore

26 Vista assiale (cioè dall alto) del DNA Si vede come le basi azotate seguono la rotazione elicoidale e si impilano tra loro (stacking)

27 Forme date da differente impaccamento del DNA: A e B: differente contenuto in acqua, A è + compatta (schiacciata) di B Forma Z: data da regioni ricche di coppie C-G o G-C

28 Informazione genetica trascrizione traduzione DNA RNA proteine La sintesi delle proteine richiede un codice di traduzione delle triplette delle varie combinazioni delle basi azotate in aminoacidi. Il ribosoma scorre sull'm-rna leggendo in sequenza le triplette, chiamate codoni, a ciascuna delle quali corrisponde un aminoacido che verrà trasportato dai t-rna che contengono un anticodone, antiparallelo al codone dell'm-rna

29 t-rna della Phe

30 SPETTROSCOPIA UV-VIS

31 Adenosina 2, 3 -monofosfato ciclico

32 Ribonucleasi A His12, His119, Lys41 B: His12 A: His119

33 Le vitamine sono composti organici necessari per le normali funzioni dell organismo, ma che l organismo non è in grado di sintetizzare.

34 Vitamina A (retinolo) FONTI: olio di fegato di pesce, uova, latte, vegetali FUNZIONE: visione (cofattore dei recettori della retina); accrescimento e differenziazione degli epiteli (modalità ancora sconosciute). CARENZA: Xenoftalmia (secchezza dell occhio); cecità alla luce crepuscolare; ritardo nell accrescimento. Vitamina D (colecalciferolo, ergocalciferolo) FONTI: si forma nella pelle per fotolisi del 7-deidrocolesterolo. FUNZIONE: ormone che agisce a livello di intestino, ossa, rene e pancreas per mantenere la concentrazione fisiologica di calcio e di fosfato nel sangue. CARENZA: rachitismo nei bambini, osteomalacia negli adulti (mancata calcificazione delle ossa)

35 Vitamina E (α-tocoferolo) FONTI: vegetali e oli vegetali FUNZIONE: azione antiossidante potenziata dal selenio in particolare nei confronti dei lipidi della membrana plasmatica. CARENZA: sterilità, fragilità degli eritrociti, anemia emolitica. Vitamina K (naftochinone/metachinone) FONTI: vegetali, soprattutto cavoli spinaci e pomodori. AZIONE: essenziale per la coagulazione. CARENZA: carente fisiologicamente nel neonato perché la placenta è scarsamente permeabile a questa vitamina. ANTIVITAMINA K: analoghi strutturali, come il dicumarolo, attenuano il processo coagulativo (trattamento di trombosi).

36 Vitamina C (acido ascorbico) FONTI: frutta e verdura fresca in particolare agrumi, fragole, pomodori e kiwi. FUNZIONE: cofattore della prolina ossidasi, necessaria per la corretta sintesi del collagene; è coinvolto nel mantenimento dei tessuti e nella guarigione delle ferite. Ha azione antiossidante ed è coinvolto nell assorbimento del ferro. CARENZA: scorbuto, che si manifesta come fragilità capillare, piorrea, ritardo di cicatrizzazione.

37 Vitamine del complesso B: Esplicano la loro azione solo dopo essere state trasformate nell organismo nei corrispondenti coenzimi. In caso di carenza di una di queste vitamine, le alterazioni derivano dall alterazione delle vie metaboliche nelle quali sono coinvolte. Vitamina B Fonti Coenzima Deficienza Riboflavina (B 2 ) Ampiamente diffusa nel regno animale e vegetale Coenzimi flavinici: FMN e FAD Rara Nicotinamide (PP) Carne NAD + e NADP + Pellagra (dermatite, demenza e diarrea) Tiamina (B 1 ) Piselli, fagioli, lenticchie, lieviti Tiamina pirofosfato (cocarbossilasi) Beri beri (malattia del sistema nervoso, riso brillato) Acido pantotenico(b 5 ) Ubiquitario negli alimenti naturali Coenzima A Non nota Piridossina (B 6 ) Fegato, carne, cereali, uova Piridossal fosfato Irritabilità, depressione nervosa, anemia Biotina (co-carbossilasi) Fegato, rene, tuorlo d uovo Biotina (legata cov. ad una Lys dell enzima) Proprietà dannose del bianco d uovo (avidina) Acidi folici Fegato, cereali, foglie Acido tetraidrofolico, accettore e donatore di unità monocarboniose) Anemia perniciosa (ridotta maturazione degli eritrociti) Cobalamina (B 12 ) Sintetizzata dai microrganismi, presente in alimenti di origine animale 5 - deossiadenosilcobalamina, metilcobalamina Anemia perniciosa, anomalie del sistema nervoso

38 Acido pantotenico : vitamina B 5 Co-Enzima A

39 NAD + / NADH NADP + / NADPH

40 FAD / FADH2

41 Il G di idrolisi dell ATP ha un valore molto negativo (-30.5 KJ/mole) È in una posizione intermedia nella scala di potenziale di trasferimento di gruppo fosforico. È cineticamente stabile

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