Funzioni dei nucleotidi

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1 Funzioni dei nucleotidi monomeri degli acidi nucleici esempi di altre funzioni ATP: moneta energetica GTP: fonte di energia nella sintesi proteica camp: secondo messaggero nella trasduzione del segnale

2 nucleotide = zucchero + base azotata + gruppo/i fosfato

3 nucleoside = base azotata + zucchero nucleotide = nucleoside + gruppo/i fosfato

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6 BASI AZOTATE Purine: Adenina, Guanina Pirimidine: Timina, Citosina, Uracile

7 legame N-glicosidico

8 acido fosforico + alcool = estere del fosfato fosfato + fosfato = fosfoanidride

9 g b a

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11 g b a

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13 Metabolismo: insieme di tutte le reazioni chimiche che una cellula compie per vivere Catabolismo: reazioni di degradazione Anabolismo: reazioni di sintesi

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15 autotrofi eterotrofi

16 Nelle reazioni chimiche un parametro importante è l energia libera, G G è l energia disponibile nelle cellule per svolgere le reazioni intracellulari energetica della reazione = DG DG reazione= DG prodotti DG reagenti DG < 0 DG > 0

17 DG reazione= DGprodotti - DGreagenti

18 reazioni accoppiate

19 ATP: adenosina trifosfato

20 le cellule trasferiscono energia attraverso il trasferimento di gruppi fosfato un altro modo per trasferire l energia è attraverso il trasferimento di elettroni reazioni di ossidazione: perdita di elettroni (trasferimento di elettroni) reazioni di riduzione: acquisto di elettroni reazioni redox gli elettroni non vengono allontanati facilmente dai composti cui appartengono, è più facile rimuovere un atomo intero che generalmente nelle reazioni redox biologiche è un atomo di idrogeno: H + + e -

21 Nicotinamide adenina dinucleotide: NAD + NADH (forma ridotta)

22 Nicotinamide adenina dinucleotide fosfato: NADP + NADPH (forma ridotta)

23 ossidazioni biologiche reazioni di ossidazione: perdita di elettroni (trasferimento di elettroni) reazioni di riduzione: acquisto di elettroni

24 trasportatori attivati ATP NADH NADPH

25 NAD + (ossidazioni) NADPH (riduzioni)

26 CATABOLISMO METABOLISMO CELLULARE composti complessi composti complessi NAD + NADH NADP + NADPH NADP + ANABOLISMO fosforilazione ossidativa (mitocondri) ATP composti semplici composti semplici ADP+Pi

27 E 1 E 2 E 3 E 4 E 5 catalizzatori biologici sono gli enzimi: accelerano le reazioni senza modificare l equilibrio termodinamico della reazione catalizzata e non vengono modificati in modo da poter essere riutilizzati

28 sito catalitico (o sito attivo) substrato

29 velocità o cinetica di una reazione = v (varia in presenza di un enzima) v dipende da un parametro detto ENERGIA DI ATTIVAZIONE E a = a-b DG reazione= DG prodotti DG reagenti

30 DG reazione= DG prodotti DG reagenti

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33 sito catalitico

34 NOMENCLATURA ENZIMI hanno tipicamente il suffisso asi (viene indicato il substrato e la natura della reazione catalizzata) idrolasi: taglio idrolitico nucleasi: degradazione acidi nucleici proteasi: degradazione proteine polimerasi: polimerizzazione come DNA, RNA, proteine ATPasi: idrolisi ATP chinasi: aggiunta di gruppi fosfato fosfatasi: rimozione di gruppi fosfato

35 velocità della reazione efficienza di un enzima concentrazione enzima costante saturabilità di un enzima

36 v k m1 [s] Costante di Michaelis-Menten= km [s] necessaria per raggiungere ½ di vmax la km ci dice quanto enzima e substrato sono affini

37 proteina enzima RNA (ribozima)

38 La velocità delle reazioni cellulari può essere aumentata complessi multienzimatici confinamento in appositi compartimenti intracellulari

39 REGOLAZIONE ATTIVITA ENZIMATICA enzima ad attività costitutiva: sempre attivo enzima ad attività regolata: la sua attività dipende dalle esigenze cellulari, per cui può essere attivo o inattivo

40 quanta ne viene sintetizzata (espressione del gene relativo) confinamento in appositi compartimenti intracellulari alterazione della struttura della proteina più rapido

41 alterazione della struttura della proteina Fosforilazione Interazione con effettori allosterici, tra cui proteine regolatorie feedback negativo o positivo

42 Fosforilazione acido fosforico + alcool = estere del fosfato proteine chinasi proteine fosfatasi

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44 Interazione con effettori allosterici, tra cui proteine regolatorie

45 Regolazione a feedback

46 proteina regolatoria: calmodulina

47 Proteine G: proteine che legano i guanin-nucleotidi

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49 alcuni farmaci sono inibitori enzimatici la penicillina inibisce l enzima batterico tranpeptidasi che stabilizza la parete cellulare batterica; in sua presenza i batteri non possono sintetizzare una parete ben strutturata e quindi non si moltiplicano correttamente