Concetti Chiave
- Le macromolecole biologiche sono suddivise in quattro categorie principali: carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici, ognuna con funzioni specifiche nelle cellule.
- Le cellule sintetizzano polimeri unendo monomeri attraverso reazioni di condensazione, mentre li degradano tramite reazioni di idrolisi.
- I carboidrati si classificano in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi, con differenti funzioni energetiche e strutturali negli organismi.
- I lipidi comprendono grassi, fosfolipidi e steroidi, con ruoli chiave nella struttura delle membrane cellulari e come riserve energetiche.
- Le proteine sono polimeri di amminoacidi con una vasta gamma di funzioni, tra cui catalisi enzimatica, strutturale, difensiva e regolatoria.
Le macromolecole biologiche di dividono in: Carboidrati, Lipidi, Proteine, Acidi nucleici.
Indice
Sintesi e demolizione dei polimeri
Le cellule sintetizzano la maggior parte delle macromolecole in catene dette polimeri composi da unità dette monomeri.
Le cellule uniscono i monomeri per costruire i polimeri tramite la reazione di condensazione che consiste nell’eliminazione di una molecola d’acqua.
Le cellule possono demolire i polimeri tramite la reazione di idrolisi che consiste nell’aggiunta di una molecola d’acqua.
Classificazione e funzione dei carboidrati
I carboidrati si dividono in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.
Sono monosaccaridi il glucosio, il fruttosio e il galattosio.
In genere la formula molecolare dei monosaccaridi è C6H12O6.
Il glucosio e il fruttosio sono quindi isomeri e differiscono solo nella disposizione degli atomi.
Dettagli sui disaccaridi e polisaccaridi
Sono disaccaridi il saccarosio, maltosio e lattosio.
Il saccarosio, il più comune, è costituito da un monomero di glucosio e uno di fruttosio.
Il saccarosio, estratto dal fusto della pianta da zucchero o dalle radici di barbabietola, fornisce energia all’organismo vegetale.
Sono polisaccaridi l’amido, il glicogeno, la cellulosa e la chitina.
L’amido, composto da monomeri di glucosio, rappresenta la risorsa principale di energia nelle piante.
Gli animali immagazzinano i zuccheri in eccesso sotto forma del glicogeno, polisaccaride più ramificato dell’amido.
La cellulosa, composto più abbondante della terra, è un polimero del glucosio e gli animali non ne traggono nutrimento tranne i bovini e i termiti che ospitano nel loro tubo digerente microoganismi in grado di idrolizzare la cellulosa.
La chitina è utilizzata dagli insetti e dai crostacei per costruire l’esoscheletro, il rigido rivestimento che li protegge e si trova nelle pareti cellulari dei funghi.
Struttura e funzione dei grassi
Un grasso è costituito dal glicerolo e dagli acidi grassi.
Il glicerolo è un alcol a tre atomi di carbonio, ognuno dei quali è legato ad un gruppo ossidrilico.
Un acido grasso è costituito da un gruppo carbossilico e da una catena idrocarburica di 16-18 atomi di carbonio.
Unendo un glicerolo a tre acidi grassi si forma il trigliceride.
Esistono i grassi insaturi e quelli saturi.
I grassi saturi sono senza doppi legami e solidi a temperatura ambiente mentre i grassi insaturi sono con doppi legami e liquidi a temperatura ambiente.
Vi sono anche i fosfolipidi che sono i principali componenti della membrana cellulare e sono costituiti da 2 acidi grassi e da un gruppo fosfato carico negativamente.
Hanno la testa idrofila(gruppo fosfato) e la coda idrofoba(acidi grassi).
Caratteristiche e funzioni delle proteine
Una proteina è un polimero costituito da monomeri chiamati amminoacidi.
Hanno diverse funzioni:
-enzimi: accelerano le reazioni chimiche della cellula
-proteine strutturali: costituiscono i capelli e i tendini
-proteine contattili: nei muscoli(actina e miosina)
-proteine di difesa: contribuiscono a combattere le infezioni(anticorpi)
-proteine regolatrici: contribuiscono a coordinare le attività dell’organismo tramite la comunicazione tra le cellule
-proteine-recettore: favoriscono il riconoscimento di particolari molecole
Tutti gli amminoacidi contengono un gruppo amminico e un gruppo carbossilico.
Questi gruppi sono uniti a un atomo di carbonio, il carbonio alfa, al quale sono legati anche un atomo di idrogeno e un gruppo R.
Il legame covalente che avviene tra un gruppo carbossilico e uno amminico di due amminoacidi è detto legame peptidico.
Struttura degli acidi nucleici
Gli acidi nucleici sono polimeri formati da monomeri detti nucleotidi.
In natura esistono due acidi nucleici: il DNA e l’RNA.
Ogni nucleotide è costituito da un gruppo fosfato, da uno zucchero e da una base azotata.
Lo zucchero del DNA è il desossiribosio mentre quello dell’RNA è il ribosio.
Le basi azotate del DNA sono citosina, timina, adenina e guanina.
Le basi azotate dell’RNA sono citosina, uracile, adenina e guanina.
La citosina, timina e uracile hanno strutture ad un singolo anello e sono dette pirimidine.
L’adenina e la guanina hanno strutture a doppio anello e sono dette purine.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali categorie di macromolecole biologiche?
- Come avviene la sintesi e la demolizione dei polimeri nelle cellule?
- Qual è la differenza tra grassi saturi e insaturi?
- Quali sono le funzioni principali delle proteine?
- Quali sono le differenze tra DNA e RNA?
Le macromolecole biologiche si dividono in carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici.
Le cellule sintetizzano i polimeri unendo i monomeri tramite reazioni di condensazione e li demoliscono tramite reazioni di idrolisi.
I grassi saturi non hanno doppi legami e sono solidi a temperatura ambiente, mentre i grassi insaturi hanno doppi legami e sono liquidi a temperatura ambiente.
Le proteine svolgono diverse funzioni, tra cui accelerare reazioni chimiche, costituire strutture, contrarre muscoli, difendere l'organismo, coordinare attività cellulari e riconoscere molecole.
Il DNA contiene il desossiribosio e le basi azotate citosina, timina, adenina e guanina, mentre l'RNA contiene il ribosio e le basi azotate citosina, uracile, adenina e guanina.
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