Macromolecole

CITOLOGIA: MACROMOLECOLE

La struttura della cellula dipende da come le

macromolecole si dispongono nello spazio attraverso

legami deboli, adattandosi alle esigenze della cellula.

Esempi:

Ribosomi: proteine e RNA

• Parete cellulare: carboidrati

• Mitocondri: lipidi, proteine e DNA

• Microtubuli: proteine

• Membrana: lipidi, proteine e carboidrati.

•

Composizione della cellula:

H₂O: 70%

• C, H, N, O: 96%

• P e S

• Elementi rari: ioni calcio, magnesio, potassio e zinco.

•

L’acqua non è solo un solvente, ma anche un reagente o un

prodotto di reazione, come nella sintesi e degradazione di

acidi nucleici, proteine, e nell'idrolisi dell'ATP.

BIOMOLECOLE

Le biomolecole si formano grazie all’unione di piccole

molecole (100-1000 Dalton) che si ripetono e si legano tra

loro con legami covalenti forti. Le macromolecole

interagiscono in modo non covalente per formare, ad

esempio, gli organelli cellulari. Alcuni tipi di macromolecole

si formano dalla combinazione di diverse molecole più

piccole:

Proteoglicani: carboidrati + catene proteiche laterali

• Glicoproteine: carboidrati + proteine

• Glicolipidi: carboidrati + lipidi

• Nucleoproteine: nucleotidi + proteine

•

CARBOIDRATI

I carboidrati sono costituiti da monosaccaridi, che si

distinguono in aldosi (con un gruppo aldeidico) e chetosi

(con un gruppo chetonico). Tra i più comuni ci sono gli

esosi (glucosio, fruttosio, galattosio) e i pentosi (ribosio e

desossiribosio). A seconda del numero di atomi di

carbonio, si classificano in triosi, tetrosi, pentosi ed esosi.

Il glucosio è fondamentale per il metabolismo energetico

della cellula e per la costituzione di macromolecole di

riserva come glicogeno e amido. Il ribosio è l’unità

principale dell’RNA, mentre il desossiribosio è l'unità di

base del DNA.

La proiezione lineare dei monosaccaridi è chiamata

proiezione di Fischer, mentre quella ad anello è la

proiezione di Haworth. Nella proiezione di Haworth, il

legame avviene tra il carbonio 1 e il carbonio 5 dello stesso

monosaccaride. Quando due monosaccaridi si uniscono,

formano un disaccaride attraverso un legame glicosidico,

rilasciando una molecola di acqua. L'idrolisi è la reazione

inversa della condensazione, che scinde un disaccaride in

due monosaccaridi.

Disaccaridi:

Saccarosio: glucosio e fruttosio

• Maltosio: glucosio e glucosio

• Lattosio: glucosio e galattosio

•

Polisaccaridi:

Amido: alfa-glucosio

• Glicogeno: alfa-glucosio

• Cellulosa: beta-glucosio

•

I carboidrati fungono da riserva energetica e forniscono

struttura alla matrice extracellulare, dove formano

glicoproteine e glicolipidi. La matrice extracellulare è una

sostanza gelatinosa composta da acqua e proteoglicani,

che contribuisce a funzioni come la protezione intestinale e

la ricezione di stimoli esterni.

LIPIDI

Tra i lipidi troviamo gli acidi grassi, che agiscono come

riserve energetiche attraverso la beta-ossidazione nel

citoplasma, generando ATP. Altri lipidi importanti sono i

fosfolipidi, principali componenti delle membrane cellulari,

e gli steroidi, che derivano dal colesterolo e sono coinvolti

nella sintesi di ormoni steroidei e nella formazione della

membrana cellulare.

Gli acidi grassi si differenziano per la posizione dei doppi

legami e sono classificati in saturi (senza doppi legami,

solidi a temperatura ambiente) e insaturi (con doppi

legami, liquidi a temperatura ambiente). I fosfolipidi

insaturi sono più corti, contribuendo a ridurre lo spessore

della membrana.

I lipidi vengono immagazzinati come trigliceridi, costituiti

da tre acidi grassi legati a una molecola di glicerolo. Il

colesterolo è amfipatico e contribuisce alla fluidità della

membrana, mentre è precursore di molecole come

vitamina D, cortisolo e testosterone.