Biologia animale

Es. noi siamo Homo sapiens

In tutti i viventi è possibile trovare soprattutto atomi di H (60%), O (25%), C (10%), N (2%).

Le funzioni di una molecola biologica dipendono da:

-​ tipi di atomi

-​ come si legano gli atomi, legame chimico

-​ dimensione della molecola

-​ forma geometrica

legami chimici def. sono le forze che tengono unite due o più atomi. Consentono la

formazione dei composti chimici (molecole). Ogni legame rappresenta una certa quantità di

energia potenziale. Si formano e si rompono grazie a reazioni chimiche. I legami chimici

vengono divisi in base all’energia che serve per romperli:

-​ legami forti: legame covalente, legame ionico

-​ legami deboli: legami a idrogeno, interazioni di van der waals

Quando i due atomi sono legati da legami forti la molecola sarà molto stabile. Se voglio

distruggerla devo formare energia.

Se ho legami deboli per far stare insieme quei due atomi ho dovuto fornire poca energia ed

è bastato poco per formare, tanto quanto basta poco per distruggere.

legame ionico

c’è un trasferimento di elettroni da un atomo all’altro. Un esempio è il cloruro di sodio (è un

legame forte a patto che non si metta nell’acqua dove la molecola si disgrega).

interazione di van der waals

Pur essendo legami deboli sono alla base dell’unione dei lipidi che servono per mettere

insieme le membrane biologiche. L’insieme del numero di interazioni può generare una forza

attrattiva considerevole.

legame a idrogeno

si forma e si rompe rapidamente. Sono i più frequenti tra acqua e viventi. Alcuni sono

responsabili della struttura tridimensionale del DNA. L’insieme del numero di interazioni può

generare una forza attrattiva considerevole.

acqua

Molecola polare, l’atomo di ossigeno con un legame covalente polare lega due atomi di

idrogeno. Gli elettroni non sono divisi in modo equivalente. Carica positiva parziale verso un

polo, carica negativa verso polo opposto. L’acqua in forma liquida è più pesante del

ghiaccio. E’ un perfetto isolante termico, serve molto calore per essere riscaldata (l’acqua

assorbe parte del calore mantenendo quella situazione di omeostasi a livello cellulare).

L’acqua ha un elevato calore di refrigerazione. Per tutti questi fattori è diventato l’elemento

chiave per la vita. Circa il 75% di una cellula è

costituito da acqua. La vita si è

sviluppata in acqua. Tutte le reazioni

biochimiche avvengono in ambiente

acquoso. E’ il più importante

solvente polare presente nei viventi.

Le reazioni biochimiche avvengono

in un piccolo intervallo di

temperatura. L’acqua è un

importante solvente.

Si parla di una molecola coesiva.

proprietà importantissima:

-​ tensione superficiale, legata

alla proprietà coesiva.

Si sa che l’origine della vita è avvenuta in mare grazie alla scoperta di alcuni fossili.

composti ionici

es. cloruro di sodio. In acqua la molecola interagisce con l’acqua si scioglie. I composti ionici

in acqua si sciolgono e sono chiamati composti polari. Il legame ionico in acqua diventa

molto debole.

composti apolari in acqua (molecole idrofobiche)

carboidrati

come gruppi funzionali abbiamo: z. gruppi ossidrilici + gruppo aldeidico\chetonico. I gruppi

funzionali conferiscono proprietà idrofiliche. Le funzioni dei carboidrati sono:

●​ fonte di energia primaria per le attività cellulari. es. glucosio

●​ fonte di riserva energetica. es. amido, glicogeno.

●​ marker

●​ costituenti degli acidi nucelici

isomeri strutturali def. gli isomeri presentano stessa formula dei monosaccaridi, ma diversa

disposizione spaziale dei gruppi funzionali intorno agli atomi di carbonio. Essi presentano

piccole differenze delle proprietà chimiche, grandi differenze a livello biologico e differenze

riconosciute dagli enzimi.

i carboidrati si dividono in:

-​ monosaccaridi, detti comunemente anche zuccheri, sono la forma più semplice di

carboidrato. Sono costituiti da uno scheletro carbonioso lineare di tre-sette atomi di

carbonio di cui uno porta il gruppo aldeidico, uno quello chetonico e gli altri il gruppo

alcolico. in base al numero di atomi di carbonio sono detti triosi o tetrosi. in base alla

presenza di un gruppo aldeidico o chetonico sono detti aldosi o chetosi. Sono polari

e facilmente solubili in acqua. I monosaccaridi a più di quattro atomi di carbonio si

trovano ripiegati su loro stessi in modo da portare il gruppo aldeidico\chetonico vicino

ad un gruppo alcolico: i due gruppi reagiscono tra loro formando un semiacetale o un

semichetale, per cui la molecola assume una struttura ad anello chiuso, formato da

5\6 atomi dette forme piranosiche. il gruppo semiacetalico che va a sostituire quello

chetonico\aldeidico viene detto gruppo glicosidico. La molecola in forma

semiacetalica non è planare, ma può presentarsi in due forme dette “a sedia” o “a

barca”. Il gruppo glicosidico può reagire con un altro gruppo alcolico, formando così

un acetale, il quale prende il nome di glicoside. Il legame che si formerà sarà dunque

un legame glicosidico e potrà presentarsi in due modi o alfa o beta in base al suo

In acqua i monosaccaridi non sono catene

orientamento rispetto al monosaccaride.

lineari e la molecola si chiude ad anello. I monosaccaridi vengono fosforilati subito

dopo l’ingresso nella cellula, la forma fosforilata non è poi in grado di uscirne però.

La forma fosforilata è la base di partenza per le reazioni biochimiche che avvengono

nella cellula. Attraverso i legami glicosidici i monosaccaridi possono unirsi a formare

oligo o polisaccaridi.

il glucosio è uno zucchero esoso, il più abbondante nelle cellule, che permette la costante

concentrazione mantenuta nel sangue. E’ una delle più importanti fonti di energia primaria e

componente fondamentale della respirazione cellulare.

tra i derivati dei monosaccaridi abbiamo:

1.​ deossizuccheri, componenti importanti dei nucleotidi

2.​ amminozuccheri, componenti importanti dei polisaccaridi

3.​ acidi uronici, componenti dei polisaccaridi

-​ disaccaridi (esempi lampanti sono maltosio, saccarosio, lattosio) sono costituiti

dall’unione di due monosaccaridi. Per il saccarosio ad unirsi sono una molecola di

alfa-glucosio con una molecola di beta-fruttosio tramite un legame glicosidico

(legame covalente). I disaccaridi sono composti altamente polari e possono essere

idrolizzati nei due componenti (due monosaccaridi) con l’aggiunta di acqua, per

esempio maltosio e lattosio sono idrolizzati durante la digestione. A partire da due

zuccheri uguali si possono creare diversi tipi di disaccaridi, per esempio due

molecole di glucosio possono costituire undici disaccaridi diversi, questo avviene in

base alla posizione del legame glicosidico.

-​ oligosaccaridi, formati da 2-10 unità di monosaccaridi uniti da legami glicosidici. Se

combinati con proteine possono dare origine alle glicoproteine, se combinati ai lipidi

possono dare origine ai glicolipidi.

-​ polisaccaridi, costituiti da tanti monomeri di zuccheri. Sono i più numerosi in natura.

Per ottenere un polisaccaride bisogna far reagire in successione n molecole di

zuccheri. Ogni molecola di zucchero è legata da legame glicosidico a formare

polisaccaridi con catene lineari oppure a formare polisaccaridi con struttura di tipo

ramificata. Sono fortemente polari. Possono essere:

●​ omopolisaccaridi: quelli dove tutti i monomeri sono identici

●​ eteropolisaccaridi: polimeri con zuccheri diversi (vale anche per isomeri

diversi).

i polisaccaridi possono avere diverse funzioni:

-​ riserva energetica, es.amido\glicogeno

-​ strutturale, es.cellulosa

-​ funzione di marker, un meccanismo in cui le cellule capiscono che stanno

interagendo con un’altra cellula dello stesso individuo oppure no. Questo grazie

all’analisi di molecole sopra la membrana plasmatica dell’altra cellula, le quali sono

piccole catene di oligosaccaridi. Generalmente gli oligosaccaridi sono ramificati e

sono sempre legati a lipidi (a formare glicolipidi) o proteine (glicoproteine). Classico

esempio di marker sono i gruppi sanguigni. Il tipo di marker sul globulo rosso

differenzia i vari gruppi sanguigni. Inserita dentro la membrana plasmatica c’è una

proteina detta carrier, che permette di riconoscere se il gruppo sanguigno è il mio

oppure no.

N.B Tutte le catene dei gruppi sanguigni sono uguali tranne l’ultimo zucchero.

tra i polisaccaridi abbiamo:

-​ amido: è un omopolisaccaride costituito da due monomeri di glucosio presente

esclusivamente nelle piante (funge da riserva energetica).Il glucosio si trasforma in

amido perchè il glucosio è una molecola idrofila e nella cellula richiama molta acqua,

perciò mantenere il glucosio libero porterebbe ad un eccessiva presenza di acqua

nella cellula che la farebbe esplodere. L’amido evita l’alterazione della pressione

osmotica. Sono presenti legami alfa-glicosidici. L’amido può presentarsi in due

forme:

●​ amilosio

●​ amilopectina

Tutti gli organismi hanno enzimi in grado di idrolizzare legami alfa-glicosidici dell’amido con

la successiva liberazione di molecole di glucosio.

-​ glicogeno (polisaccaride di riserva per gli animali). questo omopolisaccaride è

costituito da circa 30.000 monomeri di alfa-glucosio. i legami sono di tipo

alfa-glicosidici. i luoghi di accumulo tipico sono: cellule epatiche e cellule muscolari.

Nell’uomo sono presenti due reazioni una opposta all’altra:

●​ glicogenosintesi: la produzione del glicogeno

●​ glicogenolisi (distruzione), quando si è in carenza di glicogeno, è in grado di

staccare i singoli monomeri.

-​ cellulosa, è un omopolisaccaride formato da molecole dell’isomero beta-glucosio,

legami beta-glicosidici. la cellulosa è un polisaccaride lineare. A differenza dell’amido

la cellulosa non è solubile in acqua.Le molecole di cellulosa sono unite da legami a

idrogeno. gli animali non hanno mai sviluppato enzimi in grado di rompere legami

beta-glicosidici (la cellulosa non è fonte energetica). Gli erbivori riescono a

sopravvivere ingerendo solo cellulosa tramite la ruminazione, nell’intestino degli

erbivori poi sono presenti batteri simbionti i quali sono in grado di rompere il legame

beta-glicosidico.

simbiosi def. interazione tra due organismi che appartengono a specie diverse. L’interazione

può essere mutualistica (il fatto di interagire è vantaggioso per entrambi gli organismi).

-​ chitina, è un polisaccaride strutturale. è il costituente dell’esoscheletro degli

artropodi, anche