Macromolecole

Macromolecole

Le macromolecole sono formate da unità che si ripetono e che sono legate fra loro da legami covalenti; queste sono dette monomeri e la macromolecola che ne risulta è detta polimero. Il processo di unione dei monomeri a formare il polimero va sotto il nome di polimerizzazione. Si parla di omopolimeri quando la macromolecola deriva dall’associazione di monomeri identici; si parla di eteropolimeri quando la macromolecola risulta formata dalla combinazione di due o più specie molecolari.

Interazione tra macromolecole

Due famiglie di macromolecole possono interagire tra loro creando macromolecole più complesse:

• Proteoglicani = carboidrati + catene proteiche laterali. Possono presentare un’elevata eterogeneità legata al differente contenuto in proteine, alle dimensioni molecolari, al numero e tipo di catene di glicosaminoglicani (GAG) per molecola. Alcuni proteoglicani possono formare nella cartilagine grossi aggregati legati non covalentemente attraverso il loro asse proteico a una singola catena di acido ialuronico attraverso una proteina di legame;
• Glicoproteine = proteine + carboidrati. Sono una componente essenziale delle membrane plasmatiche e del glicocalice (funzione di protezione in ambienti difficili). La fibronectina è una glicoproteina della matrice extracellulare che promuove l’adesione cellulare; la condronectina della cartilagine e delle membrane basali che viene utilizzata dalle cellule epiteliali in sostituzione o in associazione con la fibronectina per fissarsi al collagene;
• Glicolipidi = lipidi + carboidrati;
• Nucleoproteine = nucleotidi + proteine.

Glucidi (unità base = monosaccaridi)

I glucidi, anche noti come carboidrati, sono composti formati da carbonio, idrogeno e ossigeno (formula: C_x(H₂O)_y) e rappresentano la principale fonte di energia per le cellule vegetali e animali. Si distinguono in monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.

Monosaccaridi

Comprendono i glucidi che non possono essere idrolizzati in composti più semplici; sono cristallizzabili e solubili in acqua. Quelli di interesse biologico hanno da 3 a 7 atomi di carbonio; i più importanti sono i pentosi a 5 atomi di carbonio, come ribosio e dessosiribosio, e gli esosi a 6 atomi di carbonio come glucosio, galattosio e fruttosio. I monosaccaridi contengono un gruppo aldeidico o un gruppo chetonico. Per reazione interna, i monosaccaridi con almeno 5 atomi di carbonio possono assumere una struttura ciclica in conformazione di un ossidrile semiacetalico o semichetalico.

La forma ciclica riveste una grande importanza strutturale in quanto l’anello che si forma individua un piano che suggerisce la simmetria della molecola; ciò permette la formazione di isomeri (molecole che presentano gli isomeri cis-trans, e in base alla posizione dell’ossidrile).

Oligosaccaridi e Polisaccaridi

Nei monosaccaridi ciclici l’ossidrile semiacetalico o semichetalico può legarsi a diversi radicali. Nel caso in cui la reazione avvenga con un gruppo alcolico di un altro monosaccaride si costituisce un legame O-glucosidico che è alla base della formazione degli oligomeri e dei polimeri glucidici. L’unione di un numero via via crescente di unità monosaccaridiche porta prima alla formazione di oligosaccaridi e poi di polisaccaridi.

• Maltosio: deriva dall’idrolisi parziale di un polisaccaride, l’amido, che è presente in molti alimenti vegetali.
• Lattosio: è lo zucchero del latte ed è costituito da una molecola di galattosio con una di glucosio.
• Saccarosio: è lo zucchero delle barbabietole e della canna ed è uno dei principali glucidi della dieta; è un disaccaride formato dall’unione di glucosio e fruttosio.

Polisaccaridi

• Omopolisaccaridi: costituiti da identiche unità monosaccaridiche.
• Eteropolisaccaridi: formati da unità monosaccaridiche diverse tra loro.

L’amido è costituito da due tipi di polisaccaridi, l’amilosio e l’amilopectina. Rappresenta una delle principali forme di deposito dei carboidrati nelle piante.