Cellule (teoria cellulare e gerarchia), macromolecole (introduzione)

come formare un polimero a partire dai monomeri

e come riottenere i monomeri da un polimero

1 condensazione -> uniamo (condensiamo) 2 monomeri

monomero

H-()OH + H-()OH

H2O rimossa durante condensazione

Si forma legame covalente tra i monomeri

H-()-()-OH + H-()OH

H2O

H-()-()-()-OH

2 Idrolisi

effettua in presenza di acqua

H-()-()-()-OH

H2O

durante l'idrolisi viene aggiunta l'acqua

H-()OH + H-()-()-OH

H2O

Si rompe 1 legame covalente tra i monomeri

H-()OH + H-()OH

Avvengono per le 3 classi di macromolecule tranne i lipidi

L'acqua - Molecola inorganica indispensabile per la vita

Caratteristiche uniche - Uniamo un atomo di O con 2 atomi di H

Formando un legame covalente = condivisione di elettroni

Legame covalente polare

Si crea polarita ( + e - ) dovuta alla diversa affinita degli atomi coinvolti nel legame

H e O = elettronegativi

piu elettronegativo - attira di piu gli elettroni rispetto all'idrogeno

Si crea carica parziale positiva

Su O si crea carica parziale negativa

Nella molecola H₂O si tendono a formare "legami a idrogeno"

Atomo di H legato ad un atomo piu elettronegativo si riesce a stabilire con un altro atomo piu elettronegativo

Legame idrogeno e piu debole rispetto al covalente (punto di vista chimico)

Molto rilevante dal punto di vista biologico, perche stabilizza la struttura della macromolecola per farla funzionare.

Macromolecole organiche

Una catena piu o meno lunga, ripetitiva di unita (monomeri) costitutive chimicamente semplici, unite covalentemente per formare il polimero

dal greco "poli" + "meros"

• molte
• unita

4 gruppi

• Polisaccaridi (carboidrati)
• Proteine
• Acidi nucleici
• Lipidi - non rispondono alla definizione

Biologicamente si, perche sono fondamentali per la vita della cellula

formano polimero

requisito fondamentale

dal punto di vista chimico non si possono considerare macromolecole

Dagli organismi agli ecosistemi

popolazione -> comunità -> ecosistema -> biosfera

all'interno di un ambiente

Comunità che interagisce con fattori abiotici

Parametri abiotici = livello piu alto di condizioni del pianeta

Non biologici

Fattori climatici e fisicochimici

L'insieme di interazioni degli organismi viventi con condizioni chimico fisiche.

Le molecole biologiche

Composizione di un tessuto vivente ->

Acqua

I tessuti viventi ne sono costituiti per il 70%

Macromolecole

Ioni e piccole molecole

Tutte le cellule per sopravvivere hanno bisogno di H2O ma ci sono eccezioni

semi piante

Per conservarsi deve stare senza acqua, ma una volta che entra in contatto con H2O nasce la pianta

Senza le macromolecole la vita non puo' esistere

Cellula animale -> formata da queste 4 classi di macromolecole

Cellula vegetale -> queste 4 classi nelle piante vengono definiti metaboliti primari + metaboliti secondari

differenza macroscopica

Come si muovono

Piante no

Animali si

La pianta si difende con metaboliti primari per vivere e necessita di metaboliti secondari per mettersi in relazione con l'ambiente

La chimica delle piante e' molto piu' complessa di quella animale

Molti composti chimici che le piante producono sono estremamente tossici

perche' deve diffendersi e colpire l'animale per sopravvivere

Proteine

Acidi nucleici

Carboidrati

Lipidi

Idrati di carbonio

Carbonio

idrogeno

ossigeno

"Idrato" quindi idrogeno doppio rispetto a carbonio e ossigeno

Gerarchia nell'organizzazione biologica

Lo studio della biologia coinvolge molti livelli di organizzazione

Atomi -> piccole molecole -> grandi molecole -> Cellule (macromolecole)

Componenti chimici costitutivi della cellula

Organismi unicellulari

Organismi coloniali

Specializzazione cellulare -> Tessuti

Organi

Sistemi di organi

Organismi

Base della biologia -> chimica

LE CELLULE

Tutti gli esseri viventi sono costituiti da cellule = unita operative della vita

Teoria cellulare

• 1665 -> Hooke = prime osservazioni di materiale al microscopio. Osserva un pezzettino di sughero (tessuto vegetale)

Riconosce sezioni, piccole cellette = cellule che formano il tessuto del sughero composto da cellule morte

Tante unita costitutive che assomigliano a tante piccole celle. Non fa riferimenti all'organizzazione degli organismi viventi.

"small rooms" -> "cell" - cellette = cellule

• 1838 -> Schleiden (botanico)
• 1839 -> Schwann (zoologo)

Si incontrano ad un congresso e riportano scoperte: - Schleiden = tutte le piante sono formate da cellule - Schwann = tutti gli animali sono formati da cellule

• 1855 -> Virchow = scopre che la generazione spontanea non esiste -> MA, tutte le cellule derivano da cellule gia esistenti (preesistenti)

• 1859 -> Darwin = pubblica "L'origine delle specie: per mezzo di selezione naturale" -> concetto di evoluzione dei viventi