Biologia - macromolecole e introduzione agli organismi cellulari

Minerali negli alimenti e nell'equilibrio del suolo

La presenza dei minerali come il vanadio e lo zinco è strettamente correlata alla loro presenza nei terreni e quindi nei vegetali, come gli ortaggi. L'equilibrio del suolo è correlabile all'equilibrio dell'uomo. Questo perché gli organismi autotrofi, come le piante, organizzano la materia inorganica utilizzando energia solare e la cedono a noi eterotrofi, che non siamo capaci di organizzare la materia inorganica, per il nostro fabbisogno energetico. Ricorda che è importante assumere selenio, in quanto aiuta a tenere bassi i radicali liberi. Il selenio controlla lo stress ossidativo.

Carboidrati (CH2O)n

I carboidrati hanno un rapporto di 2:1 tra idrogeno e ossigeno. Possono combinarsi con proteine (glicoproteine) presenti sulla superficie esterna delle cellule non batteriche, per permettere l'adesione e la protezione. Possono anche combinarsi con lipidi (glicolipidi) presenti sulla superficie delle cellule animali, per il riconoscimento e l'interazione tra cellule.

Sono importanti per il:

1. Funzione strutturale: costituiscono strutture essenziali per gli organismi viventi (funzione cellulosa) di sostegno, soprattutto nei vegetali che hanno la cellulosa come componente principale.
2. Funzione energetica: forniscono energia per svolgere tutte le funzioni dell'organismo (glicogeno, amido e cellulosa).
3. Funzione di protezione: costituiscono l'esoscheletro degli invertebrati (chitina).

Gli organismi possono essere:

• Autotrofi: H2O + CO2 + energia solare = glucosio
• Eterotrofi: glucosio = fabbisogno energetico

I monosaccaridi sono i monomeri a partire dai quali vengono costruite le molecole più grandi. Rappresentano anche la principale fonte di energia per la maggior parte degli organismi viventi.

I monosaccaridi possono essere:

1. 3 atomi di carbonio (gliceraldeide, diidrossiacetone)
2. 5 atomi di carbonio (ribosio, desossiribosio)
3. 6 atomi di carbonio (glucosio, fruttosio, galattosio)

Il glucosio e il fruttosio sono isomeri strutturali, hanno cioè formule molecolari uguali ma una diversa disposizione degli atomi. Il fruttosio ha un gruppo chetone (C=O) in posizione 2 del carbonio.

(chetoesoso) è un gruppo- glucosio aldeide c=o in posizione mentre il (aldoesoso) è un gruppo carbossilico terminale- soluzione acquosa,

In i monosaccaridi non si trovano come catene lineari ma CICLIZZANO formando anelli.- glucosio ciclizza c1 si lega covalentemente all'ossigeno Quando il (cioè si chiude e il c5) l'orientamento del del esistono due possibili isomeri che differiscono solo per gruppo ossidrilico (-OH) legato al carbonio 1.- gruppo ossidrilico è sopra Se il il piano della molecola e quindi dalla stessa parte del β-piano dell'anello rispetto al gruppo laterale –CH2OH, il glucosio viene chiamato GLUCOSIO.- Quando invece i due gruppi si trovano su lati opposti del piano dell'anello, il detto α- GLUOCOSIO. sotto il piano della molecola) composto è (Oh- idrofili La presenza dei gruppi oh fa si che i monosaccaridi siano DISACCARIDI2- LEGAME COVALENTE sono formati da due monosaccaridi legati con GLICOSIDICO

condensazione (es. di con eliminazione di H2O) - carbonio 1 di una molecola carbonio 4 della

Il legame glicosidico si forma tra il ed ilmolecola adiacente.

- saccarosio (glu-fru), lattosio (gal-glu), (glu-glu), maltosio (glu-glu).trealosio

- maltosio= degradazione dell’amido- idrolizzare H2O enzimi

I disaccaridi si possono con aggiunta di e grazie all’aiuto di

POLISACCARIDI

3- unità ripetute

Un polisaccaride è una macromolecola costituita da di uno zucchero

glucosio).

semplice (generalmente il- catena lineare o ramificata

Il polisaccaride può essere costituito da una

- POLISACCARIDI DI RISERVA:

- AMIDO: vegetali, legami α1-4riserva dei è un polimero del glucosio costituito da

glicosidici. amilosio (non ramificato α1-4, 20%)+ amilopectina (ramificata.

Fatto daΑ1-6, 80%)- accumulano granuli

Le cellule vegetali l’amido sottoforma di dentro organuliamiloplasti; serve energiachiamati Quando per svolgere lavoro cellulare, la pianta

idrolizzare

l'amido può rilasciare sub unità di glucosio.

GLICOGENO: dell'uomo, α1-4 glicosidici, ramificatori, si accumula nel fegato e nelle cellule muscolari.

POLISACCARIDI STRUTTURALI:

• CELLULOSA: parete cellulare dei vegetali, β-glicosidici, struttura non digeribile dall'uomo perché non possiede gli enzimi adatti per idrolizzarla.
• Alcuni organismi tipo gli asini hanno degli enzimi digestivi che permettono di idrolizzare la cellulosa e trarne nutrimento.
• CHITINA: dell'esoscheletro di insetti, crostacei, parete cellulare dei funghi. La chitina è formata dall'unione glicosidica di NAG (N-acetilglucosammina in cui la glucosammina ha subito delle modifiche in quanto il gruppo OH è stato sostituito con un gruppo amminico).

LIPIDI: sono solubili nei solventi apolari (es. etere e cloroformio) e relativamente insolubili in acqua. Le molecole lipidiche possiedono queste caratteristiche.

perché sono costituite da carbonio e idrogeno. Essenzialmente hanno le seguenti funzioni:

• riserva energetica (molecole ad alto contenuto energetico)
• accumulano nel tessuto adiposo, ad esempio nel derma
• protezione per alcuni organi (cuore, fegato, reni...)
• isolante termico (es. grasso animale)
• impermeabilizzante (es. cere sulle penne degli uccelli)
• strutturale nelle membrane cellulari (fosfolipidi)
• funzione di vitamine
• precursori di importanti molecole biologiche (ormoni, carotenoidi, cere)

Tra i lipidi più importanti dal punto di vista biologico ci sono i grassi, i fosfolipidi, gli steroidi, i carotenoidi e le cere.

I trigliceridi sono una riserva di energia e forniscono molta più energia rispetto ai carboidrati. Un trigliceride è costituito da un glicerolo unito a 3 acidi grassi. Un acido grasso è costituito da una lunga catena idrocarburica non ramificata alla cui estremità si trova un gruppo carbossilico -COOH.

Una molecola di trigliceride è formata

mediante una serie di dicondensazione con eliminazione di 3 molecole di H2O (perché abbiamo il glicerina che ha 3 gruppi OH), il gruppo ossidrilico del glicerolo reagisce con un gruppo carbossilico di un acido esterico/grasso, portando alla formazione di un legame covalente noto come legame estere. ACIDI GRASSI SATURI E INSATURI: - Gli acidi grassi saturi non presentano doppi legami. I lipidi che contengono acidi grassi saturi sono solidi a temperatura ambiente (come il burro e il grasso della carne). Questo è dovuto al fatto che anche nelle molecole apolari, visto che i loro elettroni sono in continuo movimento, si possono creare zone con tanti elettroni (zone negative) e zone con meno elettroni (zone positive). Queste zone tendono a legarsi mediante forze di Van der Waals, limitando la possibilità di movimento delle molecole, soprattutto quando in una catena idrocarburica vi sono una gran quantità di queste interazioni. - Gli acidi grassi insaturi presentano doppi legami.

legami sono detti INSATURISe, invece, gli acidi grassi e sono liquidi a temperatura ambiente (olio d'oliva e oli di semi). Infatti, in questo caso le molecole di questi lipidi in corrispondenza dei doppi legami presentano dei ripiegamenti che ne rendono più difficile una disposizione compatta.

- grassi animali saturi, Nei tendono a prevalere acidi grassi a molecole diritte che si impaccano più strettamente tra loro, si accumulano nel tessuto adiposo (grasso sottocutaneo) e svolgono anche la funzione di isolante termico.

- Negli oli vegetali, di origine prevalentemente vegetale, sono più comuni gli acidi grassi insaturi con temperature di fusione inferiori, essi si accumulano nei semi e svolgono anche la funzione di deposito energetico.

- LE CERE: sono lipidi piuttosto simili ai grassi. Essendo insolubili in acqua, svolgono un'importante funzione di rivestimento impermeabile. Si trovano nelle penne degli uccelli, nelle cuticole delle foglie e conferiscono lucentezza ai frutti (mele, ecc.).

pere, ciliegie) e le api le usano per costruire le pareti degli alveari.

- FOSFOLIPIDI: anfipatici,I sono le cuimolecole sono caratterizzate dall'avere unaestremità idrofilica (testa) e dunaidrofobica (coda).

- polarePresentano una "testa" formata daglicerolo, fosfato e base organica (colinaecc)- Due code acidi grassicostituite da che siuniscono alla testa tramite il glicerolo- membrane cellulari,Costituiscono le edoppio strato lipidicoformano un in cui leteste idrofile si trovano sulle due superfici, all'esterno ed all'interno del doppio strato,soluzione acquosa presente fuori e dentro la cellula. codea contatto con la Leidrofobe sono dirette verso l'interno, lontano dalle molecole d'acqua

- GLI STEROIDI: 4 anelli carbonio uniti tra di loro (tre anelli sono a 6 atomi dicarbonio e il quarto è a 5 atomi di carbonio)- colesterolo, I sali biliari, gli ormoniTra gli steroidi più importanti abbiamo ilsessuali, cortisolo,il e altri

Omoni segreti dalla corteccia surrenale

Il colesterolo è un componente strutturale fondamentale delle membrane cellulari degli animali. Tuttavia, quando vi è un eccesso di colesterolo nel sangue, si possono formare delle placche sulle pareti delle arterie, aumentando il rischio di malattie cardiovascolari. In eccesso nel fegato, il colesterolo si accumula dando origine a calcoli biliari. Il colesterolo svolge anche funzioni essenziali al metabolismo, come essere costituente delle membrane cellulari delle cellule animali, precursore della vitamina D (importante per la crescita ossea e dei denti) e punto di partenza per la sintesi degli acidi biliari, che emulsionano i grassi prodotti dal fegato. Inoltre, il colesterolo costituisce il composto di base per la produzione degli ormoni sessuali (testosterone, aldosterone, estradiolo, cortisolo) e altri ormoni steroidei prodotti dalle ghiandole surrenali. Può essere sintetizzato dalle cellule o introdotto con l'alimentazione.

Le proteine

I polipeptidi sono catene di amminoacidi con una lunghezza inferiore a 50.

aminoacidicostituite da AA (Sono tutte le catene con <strong>PROTEINE >50 aminoacidi</strong>.)sono tutte le catene con- tutti gli aspetti del metabolismo,le proteine sono praticamente coinvolte in inquanto la maggior parte degli enzimi (m