Concetti Chiave
- I carboidrati svolgono funzioni strutturali, di riserva energetica, riconoscimento cellulare e conservazione dell'informazione genetica.
- I monosaccaridi, unità fondamentali dei carboidrati, variano da 3 a 7 atomi di carbonio e formano disaccaridi tramite condensazione.
- I polisaccaridi come amido, glicogeno e cellulosa hanno ruoli di riserva energetica e strutturale, con diverse strutture chimiche.
- I lipidi, composti idrofobici, sono fondamentali per le membrane cellulari, l'immagazzinamento di energia e la comunicazione ormonale.
- Le proteine, formate da amminoacidi, hanno strutture complesse che determinano le loro funzioni vitali, come il trasporto e la catalisi.
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
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali funzioni dei carboidrati?
- Qual è la differenza tra monosaccaridi e disaccaridi?
- Quali sono i principali polisaccaridi e le loro funzioni?
- Qual è la funzione dei lipidi nelle membrane biologiche?
- Quali sono le differenze tra RNA e DNA?
I carboidrati svolgono funzioni strutturali, di riserva energetica, di riconoscimento cellulare e conservano l'informazione genetica.
I monosaccaridi sono le unità base dei carboidrati, mentre i disaccaridi si formano dalla condensazione di due monosaccaridi, come il saccarosio, maltosio e lattosio.
I principali polisaccaridi sono l'amido (riserva energetica nelle piante), il glicogeno (riserva energetica nei mammiferi) e la cellulosa (funzione strutturale nelle cellule vegetali).
I lipidi, in particolare i fosfolipidi, hanno una funzione strutturale nelle membrane biologiche, formando un doppio strato grazie alla loro natura anfipatica.
L'RNA è un filamento singolo che utilizza il ribosio e l'uracile, mentre il DNA è una doppia elica che utilizza il desossiribosio e la timina, costituendo il materiale genetico ereditario.
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