Le biomolecole: composti essenziali per la vita e le loro funzioni

Le biomolecole fanno parte dei composti del carbonio, detti composti organici, e sono la materia prima che forma tutti gli organismi viventi. Possono essere suddivise in quattro classi: glucidi o carboidrati, lipidi o grassi, protidi o proteine e acidi nucleici. Hanno come denominatore comune il carbonio.

Caratteristiche del carbonio

L’atomo di carbonio è tetravalente, ossia tende a formare quattro legami covalenti, ma soprattutto i suoi atomi possono formare legami tra loro. La forma complessiva di una molecola organica dipende dalla disposizione degli atomi di carbonio che formano lo scheletro della molecola, detto scheletro carbonioso, e determina molte proprietà e funzioni. Le molecole possono essere rappresentate sotto forma di formule grezze, che specificano il numero di atomi di ogni elemento chimico che vi è presente, o mediante formule di struttura, che evidenziano in che modo tali atomi sono legati tra loro. Due sostanze costituite dalla stessa formula grezza ma diversa formula di struttura sono dette isomeri.

Polimeri e processi di sintesi

I polimeri sono molecole più grandi formate dall’unione di due o più sub unità, dette monomeri. La condensazione, o sintesi per disidratazione, è un processo di sintesi di un polimero a partire da due o più monomeri che per ogni coppia di monomeri unita elimina una molecola d’acqua. Quando invece un polimero viene scisso nelle sub unità che lo costituiscono attraverso l’aggiunta di molecole d’acqua si parla di idrolisi.

Tipi di carboidrati

I carboidrati, o zuccheri, sono la principale fonte energetica per la maggior parte degli esseri viventi. Esistono tre tipi di carboidrati a seconda del numero di molecole che contengono. I monosaccaridi sono costituiti da una sola molecola e sono formati da carbonio, idrogeno e ossigeno in proporzione Cn(H20)n.

Gli zuccheri che hanno 5 atomi di carbonio sono detti pentosi, quelli che ne hanno 6 esosi, questi rapporti numerici giustificano il termine ‘carboidrato’. I disaccaridi derivano dalla condensazione di due monosaccaridi, sono esempi il saccarosio (glucosio+fruttosio) e lattosio (glucosio+galattosio).

Funzioni dei polisaccaridi

I polisaccaridi sono formati da monosaccaridi legati in lunghe catene. Il principale polisaccaride di riserva per le piante è l’amido, mentre per gli animali e per i funghi è il glicogeno, mente alcuni svolgono ruoli di sostegno. Il principale polisaccaride di struttura nelle piante è la cellulosa, mentre la durezza dello scheletro esterno di insetti e crostacei è dovuta alla chitina.