Ruolo e classificazione delle biomolecole nella vita quotidiana

Le biomolecole sono molecole che svolgono dei ruoli fondamentali nella vita, in generale sono categorizzabili in 4 principali categorie: carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici.

Carboidrati: struttura e funzioni

I carboidrati, chiamati anche zuccheri o glucidi, sono dei composti organici formati da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. Essi svolgono molte funzioni biologiche: sono fondamentali come fonte di energia, svolgono un ruolo strutturale e rivestono importanza nel sistema immunitario, soprattutto per i gruppi sanguigni.

Classificazione dei carboidrati

I carboidrati possono essere suddivisi in semplici e complessi. I carboidrati complessi prendono generalmente il nome di polisaccaridi, mentre i carboidrati semplici possono essere monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi; la desinenza che precede saccaridi si riferisce al numero di molecole che compongono un carboidrato (es. monosaccaridi, 1 molecola / disaccaridi, 2 monosaccaridi legati tra di loro / oligosaccaridi, numero variabile di monosaccaridi legati tra di loro). I polisaccaridi sono formati da migliaia di monosaccaridi e per questo sono più complessi.

Monosaccaridi e loro importanza

I monosaccaridi sono gli zuccheri più semplici e che formano i carboidrati complessi. La loro formula generale è CnH2nOn dove n (il numero di atomi di carbonio) va in genere da un minimo di 3 a 6 (talvolta 7), da questa formula possiamo capire l’etimologia del termine carbo-idrato, cioè idrato dal carbonio. Tra i monosaccaridi troviamo il glucosio, il fruttosio e il galattosio. In soluzione acquosa i monosaccaridi esistono sotto forma circolare (o ad anello) se hanno più di quattro atomi di carbonio.

I monosaccaridi, a seconda del numero di atomi di carbonio si dividono in più classi:

• Triosi, 3 atomi di carbonio

• Tetrosi, 4 atomi di carbonio

• Pentosi, 5 atomi di carbonio, fra questi è importante il ribosio, che serve per formare i nucleotidi dell’RNA, un acido nucleico.

• Esosi, 6 atomi, qui troviamo i monosaccaridi più importanti: glucosio, fruttosio, galattosio

Disaccaridi e processi di condensazione

I disaccaridi sono degli zuccheri formati dall’unione di due monosaccaridi, in particolare, attraverso un legame a ponte idrogeno, chiamato glicosidico. In generale, il processo mediante il quale si legano dei monosaccaridi si chiama condensazione e viene prodotta una molecola di acqua; mentre il processo inverso (rottura del legame glicosidico) prende il nome di idrolisi e avviene la rottura di una molecola di acqua.

I disaccaridi più importanti sono: il saccarosio, lo zucchero da cucina, formato dal legame tra fruttosio e glucosio; il lattosio, lo zucchero presene nel latte,formato dal legame tra galattosio e glucosio; il maltosio, derivante dal metabolismo dell’amido, formato dal legame di due molecole di glucosio.

I disaccaridi possono essere idrolizzati da specifici enzimi per formare due monosaccaridi.

Oligosaccaridi e polisaccaridi

Gli oligosaccaridi sono delle molecole che generalmente derivano dal metabolismo dei polisaccaridi e sono formati da vari monosaccaridi legati tra loro, in genere da 3 a 20

I polisaccaridi sono degli zuccheri molto complessi, formati da centinaia di migliaia di monosaccaridi uniti tra loro. Esistono tre tipologie di polisaccaridi formati da unità di glucosio: cellulosa, amido, glicogeno. Sono tutti formati dal glucosio, sebbene la cellulosa si origina dal β-glucosio, mentre l’amido e il glicogeno sono formati α-glucosio.

La cellulosa è un polisaccaride lineare in cui si giustappongono i vari filamenti polisaccaridici di

β-glucosio. Si trova nelle piante e forma la parete cellulare nelle cellule vegetali.

L’amido è formato da due polisaccaridi diversi fra loro: l’amilosio, un polisaccaride contorto, ma pur sempre lineare e l’amilopectina, un polisaccaride ramificato.

Il glicogeno è un polisaccaride ramificato.

Digestione e metabolismo dei carboidrati

Non possiamo metabolizzare la cellulosa, perché non abbiamo degli enzimi in grado di spezzare i legami tra le varie unità di β-glucosio. Posssiamo, invece, metabolizzare l’amido, anch’esso di natura vegetale e presente in alcuni cibi, come pane, pasta, riso, ecc… (i cosiddetti farinacei). I cibi con amido sono particolarmente ricchi di energia.

Per poter essere assorbiti dalle nostre cellule gli alimenti che ingeriamo devono essere metabolizzati, perché questi sono molto più grandi della cellula. La metabolizzazione del cibo avviene attraverso la digestione, il complesso di attività chimiche e fisiche svolte dal nostro organismo. La prima digestione è di tipo meccanico e avviene nella bocca dove avviene una disgregazione dell’alimento, questa è supportata anche da una digestione chimica, attraverso alcuni enzimi che permettono la rottura dei legami tra le varie molecole di glucosio, che compongono il polisaccardo amide. Nello stomaco avviene una massiccia digestione chimica nella quale il polisaccarde amido viene diviso in tante piccole particelle disaccaride o oligosaccaride. Nell’intestino vi è l’assimilazione da parte delle cellule dei monosaccaridi e disaccaridi. Quando le cellule intestinali e di tutto l’organismo riescono a captare i monosaccaridi e i disaccaridi, che a questo punto hanno una dimensione piccola a sufficienza per essere assimilati, le cellule possono utilizzare, con una serie di meccanismi biochimici questi zuccheri per produrre energia oppure le cellule, se hanno energia a sufficienza possono decidere di formare un altro polisaccaride, il glicogeno.

Il glicogeno è un polisaccaride animale, una sorta di magazzino intracellulare che permette alla cellula di contenere le riserve di glucosio.

Per permettere l’idrolisi e, quindi, la digestione dei polisaccaridi sono necessari una serie di enzimi, per esempio nella bocca è presente l’amilasi.