Citologia ed istologia

La presenza dell'acqua negli organismi viventi

L'acqua è presente negli organismi viventi in una percentuale variabile dal 70% all'85%, ed è ritrovabile in tre stati in natura: stato liquido, solido e gassoso. Inoltre è il solvente di sali e altre molecole idrosolubili ed il mezzo disperdente dei colloidi cellulari, proprio perché tutte le reazioni chimiche, metaboliche e funzionali avvengono in ambiente acquoso. A causa del suo calore specifico, è un ottimo sistema termostatico, cioè è in grado di trattenere la temperatura e di non dissiparla. Grazie ai legami che si stabiliscono tra idrogeno e ossigeno (i due elementi che compongono l'acqua per mezzo di un legame chiamato a idrogeno), la molecola d'acqua assume una forma triangolare, e quando l'idrogeno di una molecola d'acqua si lega all'ossigeno di un'altra molecola d'acqua, si crea un reticolo. Nell'acqua allo stato liquido, i legami a idrogeno si formano e si distruggono.

passando pertanto in soluzione. Le molecole che contengono prevalentemente legami non polari non interagiscono con l'acqua e pertanto sono dette sostanze idrofobiche o apolari. Risultano insolubili in acqua, la quale forma attorno a ciascuna molecola idrofobica una sorta di gabbia. In acqua le molecole idrofobiche tendono ad aggregarsi insieme (interazione idrofobica) per ridurre al minimo la superficie di contatto con l'acqua.

Il valore di Ph (- log concentrazione degli ioni H+) è un parametro che misura, tramite degli strumenti (come il pH-metro, oppure in maniera meno accurata, la cartina al tornasole che in base alla colorazione che assume indica il valore di pH) la concentrazione di ioni nell'acqua. Nell'acqua 7 è il valore di pH che corrisponde alla neutralità; più aumenta il valore, più l'acqua sarà alcalina, quindi più basica; valori al di sotto del 7 invece conferiscono acidità all'acqua.

Il valore di pH è importantissimo perché nella cellula alcune reazioni chimiche possono avvenire a un dato valore di pH ben specifico.

MACROMOLECOLECITOLOGIA E ISTOLOGIA 4

Si tratta di molecole organiche con struttura ben definite stabile e specifica, non sempre rigida, che è riprodotta da una generazione all'altra con una precisione assoluta.

Le macromolecole comprendono proteine, acidi nucleici, glucidi o carboidrati e lipidi (I lipidi non si associano a formare macromolecole ma complessi molecolari).

Si chiamano macromolecole le catene costituite da unità molecolari relativamente semplici, le unità monomeriche - amminoacidi per le proteine, nucleotidi per gli acidi nucleici, esosi e pentosi per gli zuccheri, acidi grassi per i lipidi.

Le macromolecole sono polimeri, costituiti cioè da unità monomeriche differenti (4 nucleotidi per gli acidi nucleici; 20 amminoacidi per le proteine; diversi tipi di zuccheri esosi o pentosi per i carboidrati).

iglucidi; diversi tipi di acidi grassi per i lipidi). Esistono, tuttavia, macromolecole, costituite dallastessa unità monomerica quali l’amido (il monomero è il maltosio), il glicogeno (l’unitàmonomerica è il glucosio). La struttura degli eteropolimeri (vengono chiamati così ad indicare ladiversità di ogni tipo di molecola) presenta vari livelli di complessità (struttura 1a, 2a, 3a e 4a),ciascuno biologicamente significativo. La denaturazione altera l'impalcatura degli eteropolimericon la perdita delle loro funzioni.

Amminoacidi: unità monomeriche delle proteine, i più importanti , ovvero quelli checompongono le proteine, sono 20, e le combinazioni formano diversi tipi di proteine.

Nucleotidi: unità monomeriche degli acidi nucleici

Zuccheri: possono essere di tipo esoso o di tipo pentoso, e costituiscono i glucidi (lemolecole di zuccheri esosi formano un esagono; le molecole di pentosi formano

unpentagono)Acidi Grassi: unità monomeriche dei Lipidi

Carboidrati

I carboidrati (o glucidi) sono chiamati in questo modo sulla base della loro composizione chimica, cioè sono idrati di carbonio (formula generale Cn(H2O)n). Sono soprattutto di origine vegetale come risultato dell'attività fotosintetica delle piante, in quanto la cellula animale non è in grado di sintetizzarle proprio perché sono il risultato dell'attività fotosintetica che porta le piante a trasformare l'acqua e l'anidride carbonica in zuccheri semplici. Costituiscono la fonte più ricca dell'energia chimica necessaria al metabolismo cellulare. I glucidi semplici (monosaccaridi) hanno da tre a sette atomi di carbonio: a tre atomi, triosi; a cinque, pentosi; a sei, esosi, a sette eptosi). Allo stato di grossi polimeri (polisaccaridi) contribuiscono alla struttura e CITOLOGIA E ISTOLOGIA 5 alla funzionalità cellulare ed extracellulare, ad esempio

Il glicocalice cellulare, la parete cellulare (cellulosa) delle cellule vegetali. Classifichiamo i Carboidrati in base agli atomi di carbonio che contengono (diosi, pentosi, triosi). In particolar modo, due zuccheri pentosi, quali il Ribosio e il Desossiribosio, sono zuccheri semplici che entrano in gioco nella struttura del nucleotide, unità morfo-funzionale degli acidi nucleici. Essi si differenziano solo per la presenza nel Ribosio di una molecola di ossigeno. Annoveriamo tra i più comuni degli esosi, il Glucosio che costituisce il principale substrato che usiamo per il nostro metabolismo. Anch'esso può essere presente sotto forma di Destrogiro e di Levogiro, e la sua formula è C6H12O6. La composizione dei carboidrati consiste in Carbonio, Idrogeno e Ossigeno, e solitamente essi hanno ruolo di accumulo di energia, ma possono assolvere anche ad altre funzioni (strutturale o di riconoscimento). In base alla loro struttura si distinguono in:

• Monosaccaridi: sono i...

più semplici (unità morfo-funzionale dei carboidrati); sono composti da un gruppo alcolico primario, uno secondario e da un gruppo carbonilico aldeidico o unochetonico: se il gruppo carbonilico del monosaccaride è aldeidico, il carboidrato è detto aldeide, viceversa viene detto chetone.

Oligosaccaridi: più monosaccaridi possono assemblarsi a formare una catena più complessa: un oligosaccaride è una catena di 2-20 monosaccaridi. Solitamente sono associati a proteine formando delle glicoproteine.

Polisaccaridi: catene di più di 20 monosaccaridi e sono distinguibili in omopolisaccaridi (se composti dallo stesso monosaccaride) o eteropolisaccaridi (se composti da diversi monosaccaridi). A loro volta possono essere a catena lineare o ramificata.

Lipidi: I Lipidi non formano macromolecole, ma si aggregano formando dei complessi che possono costituire una molecola bipolare, cioè una molecola che può avere un polo idrofilo e un altro idrofobo.

c'è il gruppo CH₂, ma un gruppo CHCH, che sostituisce un idrogeno da una parte, e un altro idrogeno dall'altra. Gli acidi grassi non si trovano mai liberi.

Trigliceridi: sono lipidi costituiti da 3 acidi grassi legati ad una molecola di glicerolo: i tre acidi grassi possono essere tutti e tre saturi, oppure due saturi e uno insaturo.

Fosfolipidi: lunga catena di acidi grassi che si unisce ad un alcol. I fosfolipidi hanno la capacità di impacchettarsi tra di loro e giocano un ruolo fondamentale nella membrana plasmatica, la quale è formata da un doppio strato fosfolipidico. Il fosfolipide è una molecola anfipatica, che se messa in una soluzione acquosa, porta alla formazione di micelle, cioè delle strutture modificate che si chiudono esponendo all'acqua la parte polare, e tenendo al suo interno la parte apolare.

Steroidi: sono una categoria di piccoli lipidi che derivano tutti dal colesterolo, che è un costituente tipico di tutte le cellule.

membrane delle cellule eucariotiche. Gli estrogeni sono definiti femminilizzanti, mentre gli androgeni sono definiti mascolinizzanti.

Proteine

Sono macromolecole fondamentali esistono e ne vengono scoperte sempre di nuove, infatti in una cellula è possibile trovare anche 10-20mila proteine, e sono classificabili nelle loro funzioni:

• Enzimi: proteine globulari che aumentano la velocità e guidano alcune reazioni metaboliche
• Proteine filamentos: e con una struttura filamentosa, costituiscono il citoscheletro
• Ormoni: non esistono solo ormoni di natura lipidica, ma anche di natura proteica
• Attivatori genici: regolano le funzione di alcune sequenze geniche
• Fattori di crescita: fattori che servono all'accrescimento della cellula
• Recettoriali o Carrier: selezionano ciò che entra ed esce dalla cellula
• Contrattili: sono alla base della motilità cellulare, tissutale, di organo e organismo, e regolano appunto la loro motilità
• Motrici: sono alla base del traffico