Struttura e funzioni di carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici

Funzioni dei carboidrati

• Strutturale: parete cellulare nei vegetali e batteri, esoscheletro negli artropodi

• Riserva energetica: riserva o fonte immediata di energia

• Riconoscimento: legati a proteine e lipidi formano complessi che sporgono dalla superficie delle cellule e che hanno grande importanza nei meccanismi di riconoscimento cellulare

• Conservatrice: conservano ed esprimono l'informazione genetica

Monosaccaridi e disaccaridi

I monosaccaridi, le singole unità di zucchero, sono i monomeri dei carboidrati. Hanno un numero di atomi di carbonio variabile da 3 a 7

Gli zuccheri più importanti sono:

1. Pentosi: 5 atomi di carbonio, es. ribosio e desossiribosio

2. Esosi: 6 atomi di carbonio, es. glucosio, fruttosio e galattosio

In soluzione tendono ad avere una forma ciclica

Si formano con la condensazione di due monosaccaridi

• Saccarosio = glucosio+fruttosio

• Maltosio = glucosio+glucosio

• Lattosio = glucosio+galattosio

Polisaccaridi di riserva e strutturali

Si formano con l'unione di più molecole di monosaccaridi

• Amido: polisaccaride di glucosio di riserva presente nelle radici e in altri tessuti vegetali, le cui cellule immagazzinano zuccheri sottoforma di granuli di amido. La struttura è lineare

• Glicogeno: polisaccaride di glucosio di riserva presente nei mammiferi. Si accumula sottoforma di granuli nel fegato e nel tessuto muscolare scheletrico. La struttura è ramificata e compatta

• Cellulosa: polisaccaride di glucosio con funzione strutturale nelle cellule vegetali. Compone la parete cellulare.

Lipidi e loro funzioni

Comprendono un gruppo eterogeneo di composti, che però sono tutti idrofobici

Sono formati essenzialmente da atomi i carbonio e idrogeno, uniti con legami covalenti apolari

• Non sono polimerici

• Strutturale: membrane biologiche e tessuto adiposo

• Comunicativa: ormoni

• Riserva, protezione e isolante: tessuto adiposo

Trigliceridi e fosfolipidi

I trigliceridi sono formati dalla condensazione di 3 acidi grassi con i 3 gruppi ossidrilici del glucosio.

Hanno funzione di riserva energetica.

Possono essere

• Saturi: una catena laterale con legami semplici (grassi)

• Insaturi: una catena laterale con legami doppi (oli)

Funzione strutturale nelle membrane biologiche

Si formano con due molecole di acido grasso legate covalentemente ad una molecola di glicerolo.

È una molecola anfipatica quindi ha una testa idrofila e delle code idrofobe.

Si organizzano in un doppio strato per formare le membrane

Funzione strutturale nelle membrane biologiche

La struttura è analoga a quella dei fosfolpidi ma il glicerolo si lega ad uno zucchero invece che al fosforo.

Sono anfipatiche

Steroli e loro importanza

Funzione ormonale: testosterone e progesterone

Funzione strutturale nelle membrane: colesterolo

Sono formati da 4 anelli di Carbonio ai quali spesso è legata una catena idrocarburica

Il colesterolo è uno dei più importanti costituenti delle membrane cellulari e della materia bianca del tessuto nervoso.

La loro forma determina la loro funzione.

Proteine e loro strutture

Sono essenziali per la struttura e le funzioni degli organismi viventi.

Costituiscono i 2/3 del peso di una cellula

Esistono più di 100'000 proteine che garantiscono il funzionamento di quasi tutte le funzioni cellulari.

Sono polimeri biologici formati da monomeri detti AMMINOACIDI (ne esistono 20 tipi)

Le caratteristiche di una proteina dipendono dalla disposizione degli amminoacidi

• Strutturale: cheratina

• Contrattile: acitina, miosina

• Riserva: ovoalbumina

• Difesa: anticorpi

• Trasporto: emoglobina

• Regolatrice: insulina

• Catalitica: enzimi

• Struttura primaria: sequenza lineare di amminoacidi

• Struttura secondaria: organizzazione tridimensionale della sequenza, si forma quando tra gli amminoacidi della primaria si instaurano legami ad idrogeno che ne provocano la torsione.

Possono essere ad alfa elica, foglietto beta o ad avvolgimento casuale.

• Struttura terziaria: è data dall'interazione di polipeptidi a struttura secondaria

• Struttura quaternaria: è data dall'intreccio di due o più catene polipeptidiche a struttura terziaria. Non tutte le proteine hanno questa struttura.

Acidi nucleici e basi azotate

L'acido nucleico è un polinucleotide e la sua struttura è data dall'alternanza di un gruppo fosfato e uno zucchero, al quale si legano le basi azotate.

Le basi azotate sono 5:

1. Adenina (purinica)

2. Guanina (purinica)

3. Citosina (pirimidinica)

4. Timina (pirimidinica) DNA

5. Uracile (pirimidinica) RNA

I nucleotidi si legano tra loro per condensazione tra il gruppo fosforico di un nucleotide e l'ossidrile sul carbonio 3' dello zucchero di un altro nucleotide, formando un polinucleotide

RNA e DNA: differenze e funzioni

L'RNA (acido ribonucleico) è costituito da un unico filamento che si avvolge ad elica. Ha funzione di stampo per l'assemblaggio delle proteine.

Il suo zucchero è il ribosio e na l'uracile e non la timina

Il DNA (acido desossiribonucleico) è costituito da due filamenti appaiati e tenuti insieme da legami idrogeno delle basi azotate. Si avvolge a doppia elica. Costituisce il materiale genetico ereditario, contiene le informazioni per la sintesi delle proteine.

Il suo zucchero è il desossiribosio e ha la timina al posto dell'uracile.

Le purine di appaiano con le pirimidine con 2 e 3 legami ad idrogeno:

T=A 2 legami C=G 3 legami

I filamenti sono antiparalleli, cioè hanno due direzioni opposte indicate con 5'-3' e 3'-5', e complementari