La chimica della vita

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Monica Tucci
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1 La chimica della vita

2 La materia presente nell universo è formata da 92 elementi

3 Gli elementi si legano tra loro per formare le molecole che costituiscono i composti Legame covalente O H H Molecola Composto

4 L acqua è la principale componente chimica delle cellule Vacuolo O H H 70% del peso 90% del peso

5 la cellula vegetale presenta un contenuto di acqua superiore rispetto a quella animale Bos taurus Lactuca sativa Kcal 250 / 100 g Kcal 15 / 100g H 2 O 70% H 2 O > 90%

6 La biomassa secca è formata principalmente da: Composti organici Composti in cui uno o più atomi di C sono uniti tramite legami covalenti ad atomi di altri elementi

7 Gli elementi presenti nei composti organici sono: Principalmente C, H, O, N, S, P In alcuni casi altri come Fe e Mg

Le cellule sintetizzano un enorme numero di grosse molecole (polimeri) a partire da una ristretta serie di molecole più piccole (monomeri) Le quattro classi principali di

8 Le cellule sintetizzano un enorme numero di grosse molecole (polimeri) a partire da una ristretta serie di molecole più piccole (monomeri) Le quattro classi principali di molecole biologiche sono: 1) carboidrati 2) lipidi 3) proteine 4) acidi nucleici Molte di queste molecole hanno dimensioni enormi e, per questo, sono definite macromolecole.

9 Monomeri e polimeri Momomeri (subunità, residui) Polimeri (macromolecole) I lipidi non possono essere considerati polimeri, anche quando hanno un alto peso molecolare

10 Formazione del legame covalente tra monomeri: condensazione

11 Rottura del legame covalente tra monomeri: idrolisi

12 Costruire polimeri: condensazione I monomeri sono legati tra loro per formare i polimeri mediante la reazione di condensazione

13 Demolire polimeri: idrolisi I polimeri sono spezzati in monomeri attraverso la reazione di idrolisi

14 Mentre la condensazione è endoergonica, l idrolisi è esoergonica E E Condensazione richiede energia Idrolisi libera energia

15 I polimeri possono essere formati da residui uguali o diversi lineari o ramificati Omopolimero Polimero lineare Eteropolimero Polimero ramificato

16 Carboidrati (o glucidi)

17 I CARBOIDRATI SONO FORMATI DA ZUCCHERI Formati da C, H e O nel rapporto 1:2:1 Monosaccaridi 1 zucchero (monomeri) Disaccaridi 2 zuccheri (dimeri) Oligosaccaridi Pochi zuccheri (oligomeri) Polisaccaridi Molti zuccheri (polimeri)

18 MONOSACCARIDI Glucosio Fruttosio I monomeri più diffusi nel mondo vegetale sono il fruttosio e il glucosio Glucosio e fruttosio sono isomeri (C 6 H 12 O 6 )

19 Il glucosio è il prodotto della fotosintesi clorofilliana E 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 Acqua Glucosio Anidride carbonica Ossigeno

20 DISACCARIDI 2 monosaccaridi condensazione Disaccaridi Glucosio + Fruttosio = Saccarosio Galattosio + Glucosio = Lattosio

21 POLISACCARIDI Centinaia o migliaia di monosaccaridi condensazione Polissaccaridi È un polimero lineare del glucosio che si trova nelle pareti cellulari vegetali (funzione strutturale)

22 POLISACCARIDI Nelle piante, polisaccaride con funzione di riserva energetica è l amido Amilosio Amilopectina Amido È un polimero del glucosio, con funzione di riserva energetica, formato da amilosio (lineare) e amilopectina (ramificato)

23 POLISACCARIDI In animali, funghi e batteri il polisaccaride con funzione di riserva energetica è il glicogeno Animali Batteri Funghi Glicogeno

24 PROTEINE

25 PROTEINE Centinaia o migliaia di amminoacidi condensazione Proteine Gruppo carbossilico Gruppo aminico Gruppo R (variabile)

26 Esistono 20 aminoacidi diversi, caratterizzati da diversi gruppi R.

27 PROTEINE La sequenza di aminoacidi definisce la struttura primaria

28 PROTEINE Struttura primaria: sequenza aminoacidica Struttura secondaria: ripiegamento -elica o foglietto Struttura terziaria: assunzione di una forma quasi sferica (proteina globulare) Struttura quaternaria: associazione di più catene polipetidiche (subunità)

29 PROTEINE Le principali funzioni delle proteine sono: 1. Strutturale 2. Catalitica (ENZIMI) 3. Trasporto 4. Comunicazione (recettori e messaggeri) 5. Movimento (citoscheletro) 6. Riserva (di aminoacidi)

30 ACIDI NUCLEICI

31 ACIDI NUCLEICI Particolarmente abbondanti nel nucleo delle cellule nucleici Contengono l informazione genetica istruzioni necessarie alla fabbricazione delle proteine necessarie per: 1) la sopravvivenza dell individuo 2) la trasmissione dell informazione genetica alla progenie Esistono due tipi di acidi nucleici: il DNA (Acido DesossiriboNucleico) e l RNA (Acido RiboNucleico) Il DNA contiene l'informazione genetica; l RNA provvede alla traduzione dell'informazione genetica nel linguaggio (cioè nella struttura) delle proteine

32 GLI ACIDI NUCLEICI SONO POLIMERI DEI NUCLEOTIDI I nucleotidi sono molecole complesse, formate da 3 subunità

33 GLI ZUCCHERI PRESENTI NEI NUCLEOTIDI SONO DUE Ribosio (RNA) Deossiribosio (DNA)

34 LE BASI AZOTATE PRESENTI NEI NUCLEOTIDI SONO CINQUE 2 purine Adenina A Guanina G 3 pirimidine Uracile U Timina T Citosina C A, G, T, C sono presenti nel DNA A, G, U, C sono presenti nel RNA

35 IL DNA è a doppio filamento L RNA è a singolo filamento

36 Nel DNA i due filamenti formano una doppia elica La A di un filamento si lega alla T dell altro filamento La G di un filamento si lega alla C dell altro filamento

38 I lipidi sono sostanze idrofobe (insolubili in acqua) Pur essendo, spesso, grandi molecole, non sono polimeri Grassi Olii Riserva energetica LIPIDI Cere Fosfolipidi Funzione strutturale

39 Glicerolo Glicerolo Olii e grassi sono trigliceridi 1 molecola di glicerolo + 3 molecole di acidi grassi condensazione Trigliceridi Acido grasso 1 Acido grasso 1 + Acido grasso 2 Acido grasso 2 Acido grasso 3 Acido grasso 3

40 Olii e grassi sono trigliceridi

41 Gli acidi grassi che formano i trigliceridipossono essere saturi o insaturi non presentano doppi legami presentano uno o più doppi legami

42 I fosfolipidi sono importanti componenti delle membrane cellulari 1 molecola di glicerolo + 2 molecole di acidi grassi + 1 gruppo fosforico condensazione fosfolipidi Molecola anfipatica

43 Immersi in un acqua, i fosfolipidi tendono a formare spontaneamente un doppio strato Teste polari verso l esterno (a contatto con l acqua) Code idrofobiche verso l interno (più lontano possibile dall acqua)

44 Steroidi Formati da 4 anelli idrocarburici Ruolo strutturale (membrane cellulari) Funzione ormonale (brassinosteroidi)

45 Steroli alimentari A seconda che provengano da cibi di origine animale o vegetale, sono classificati in: zoosteroli fitosteroli colesterolo testosterone

46 Triterpeni: fitosteroli 865 mg/100 g 714 mg/100 g 265 mg/100 g 244 mg/100 g Olio di semi di mais (Zea Sesamo mays) 221 mg/100 g (Sesamum indicum) Margarina 220 mg/100 g Sitosterolo Lo sterolo più abbondante nelle alghe verdi e nelle piante Ha effetti benefici Sul contenuto di colesterolo (LDL) nei vasi sanguigni Sul sistema immunitario (cellule t- helper) Salvia 214 mg/100 g (Salvia officinalis) Olio di oliva Arachidi (Arachis hypogaea) Pistacchio (Pistacia vera)

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