Appunti Biochimica generale e dello sport

!RNA

DNA è una sequenza di nucleotidi. La proteina è una sequenza di amminoacidi

Traduzione: traduzione da una lingua ad una diversa

Traduzione: è il meccanismo moecolare che porta alla conversione o codificazione di una proteina a

partire dall’mRNA.

Tripletta! successione di tre nucleotidi

Ogni amminoacido è codificato dalla sequenza di 3 basi, ossia un codone

Tutte le possibili situazioni, in successione, dei 4 nucleotidi, corrispondono a 64. (4 ) Ogni

3

amminoacido è codificato dalla sequenza di tre nucleotidi o codone. Il codice genetico è universale,

uguale per tutti gli organismi viventi.

I ribosomi servono per formare una base dove si appoggia l’RNA messaggero. (base dove avviene

la traduzione. La traduzione avviene nel citoplasma o sul reticolo endoplasmatico rugoso. L’RNA

transfer è composto da 50 tipi diversi.

Sull’Rna messaggero ci sono tanti nucleotidi. (AUG! primo codone dell’RNA messaggero che

deve essere tradotto). L’anti transfer porta la sequenza UAC perché solo questa (sugli altri 50) è

complementare.

Le vitamine hanno un ruolo funzionale non energetico. Parte degli alimenti ci costituiscono. Sono

nutrimenti essenziali e composti organici. Il bisogno vitaminico è quantitativamente limitato! da

qualche decina di mg a pochi microgrammi (vitamina B12) al giorno.

Idrosolubili! B1, B2, B3, B5, B6,B9,B12, C

Liposolubili! A, D, E, K

enzimi:

1) elevato potere catalitico

2) estrema specificità

3) possibilità di regolazione

Un enzima lega un substrato in una sua piccola porzione. La specificità si basa su 2

complementarietà 1) c. geometrica 2) c. elettronica ( in modo da non essere respinto quando il

substrato si avvicina all’enzima).

Fisher diceva che la struttura è preordinata geometricamente e solo in quella regione si legherà al

substrato. L?enzima riconosce molecolarmente il suo substrato.

Koshland nel 1958 disse: il substrato quando si avvicinava all’enzima cambiava di struttura. Il

substrato man mano che si avvicina all’enzima ne cambia la struttura e ciò permette un miglior

legame tra i due. Il cambiamento strutturale serve a migliorare il legame.

All’interno della cellula ci sono 5000 enzimi diversi e ne riconosciamo 2 tipi

!

Enzimi di Michaelis- Menten (95%) propagano il flusso metabolico.

!

Enzimi regolatori (5%) regolano il flusso metabolico.

Regolare l’attività di un enzima significa regolare il metabolismo in cui esso è implicato. La

mancata regolazione porta alla patologia. Gli enzimi sono il punto finale della regolazione del

metabolismo cellulare. È fondamentale per 2 motivi 1) coordinare i processi metabolici e regolarli

in risposta a stimoli interni ed esterni (mantenere l’omeostasi, stato di equilibrio metabolico anche

se il corpo è sottoposto ad uno sforzo o a stress e sono momenti in cui avvengono reazioni che

avvengono anche se noi non ce ne accorgiamo; esempio! uno che ci attraversa improvvisamente la

strada mentre stiamo guidando e dobbiamo subito frenare bruscamente).

Una cellula è definita malata quando le risposte agli stress interni od esterni sono inadeguate o

errate. Conta la capacità di adattamento che ruota attorno agli stimoli interni ed esterni.

L’attività enzimatica intracellulare può essere regolata tramite: 1) regolazione della concentrazione

(aumentare la sintesi; il numero di proteine sintetizzate) 2) regolazione dell’efficienza catalitica.

LA concentrazione di un enzima può variare in base alla 1) velocità di sintesi 2) velocità di

degradazione.

L’efficienza catalitica di un enzima può essere regolata mediante: 1) regolazione allosterica (allos =

diverso stereo =forma) 2) regolazione da modifiche covalenti reversibili

Regolazione allosterica:

Voglio trasformare il substrato da A a D Er è un enzima regolatore gli altri enzimi seguono la

velocità di flusso indicata da Er. Er ha un’alta affinità (alta efficienza catalitica! trasforma molto

molecole di A in B. questo vale anche per B e C che vengono trasformate in D). Il D in eccesso si

lega all’enzima regolatore, gli fa cambiare forma e lo porta a bassa affinità! a questo punto poche

molecole verranno trasformate da A in B da B in C e da C in D.

Regolazione da modifiche covalenti reversibili:

La chinasi (enzima che porta un altro enzima all’attivazione) che agendo su un enzima gli attacca

un gruppo fosfato ha 2 significati 1) attivazione 2) inibizione. L’enzima che lo defosforilla si

chiama fosfatasi e lo porta ad inibizione.

Bioenergetica:

La bioenergetica studia la termodinamica ed i meccanismi delle trasformazioni energetiche nei

sistemi biologici. Il corpo umano rappresenta un sistema termodinamico aperto (scambia con

l’ambiente materia ed energia). Sistema = oggetto delle osservazioni; Ambiente= parte

dell’universo che circonda il sistema Universo= sistema + ambiente.

1° principio della termodinamica! la quantità totale di energia dell’universo è costante.

2° principio della termodinamica! ogni trasformazione energetica spontanea produce un aumento

di entropia (disordine) dell’universo. Nelle reazione spontanee si può usare solo una parte di energia

l’altra si disperde sotto forma di calore. Questa parte di energia utilizzabile dipende dall’efficienza.

Nell’universo aumenta il disordine.

Quando l’energia è convertita spontaneamente da una forma all’altra, una parte dell’energia viene

dispersa nell’ambiente come calore. L’ordine nel corpo umano è regolato dall’assunzione di

energia. La morte è spontanea. La vita è contro il 2° principio della termodinamica. Nel sistema,

!

diminuirà la quantità di energia utilizzabile per compiere lavoro energia libera.L’energia persa

sotto forma di calore non è persa perché mantiene la temperatura corporea a 36°che serve per

migliorare l’efficienza degli enzimi. A 37° gli enzimi lavorano male.

Energia:

L’energia è la capacità di compiere lavoro. È espressa in kcal o kj. Le due principali forme di

energia sono 1) energia cinetica 2) energia potenziale

Energia cinetica:

è l’energia associata al movimento

Esempi: L’energia termica è associata al movimento casuale delle molecole. L’energia luminosa è

associata al movimento dei fotoni

Energia potenziale

È l’energia che la materia possiede in virtù della sua struttura e/o posizione nello spazio.

Energia chimica (disposizione degli atomi nelle molecole) Es: alimenti benzina.

Energia libera:

L’energia libera (Gibbs; si indica con G) è la massima quantità di energia che a Temperatura e

Pressione costante, è utilizzabile per compiere lavoro. Dalla variazione di energia libera si può

prevedere se una reazione può avvenire spontanemente.

La vitamina A è fondamentale ma se presa in eccesso hanno effetti tossici per il corpo umano.

Gli organismi viventi fino al 1700 non era noto come erano composti. Poi si scopre che sono

costituiti da cellule grazie ai primi microscopi ottici. Cosi inizia lo studio delle cellule.

La cellula è l’unità fondamentale di tutti gli organismi viventi (teoria cellulare). Tutti gli organismi

sono coctituiti da cellule. La cellula è l’unità fondamentale di struttura funzione e riproduzione.

Hookeosservô con il suo primitivo microscopio numerosi oggetti come le fette di sughero (parete

cellulare, non vide la cellula ma solo l’esterno! mondo vegetale c’ü la parete cellulare. Schleiden e

Schwann elaborarono una teoria generale della cellula come unità fondamentale. Virchow affermò

che tutte le cellule di un organismo derivano solo da cellule preesistenti. Fonda anche il concetto di

“patologia cellulare”. Se le cellule si ammala l’organo si ammala e quindi anche il sistema è

malato.

La cellula è la minima struttura biologica che possiede tutte le caratteristiche dei sistemi viventi.

Esistono i virus (organismi viventi non cellulari) che non hanno struttura ed organizzazione di tipo

cellulare, non sono da considerare “organismi viventi”. Non hanno le strutture per riprodursi. Il

potere risolutivo dell’occhio umano è 0,1 millimetro quindi per vedere le cellule dobbiamo

utilizzare microscopi con misure espresse a livello di micrometri, nanometri e angstrom (10 -7

millimetri).

Procariote! cellule che hanno una struttura relativamente semplice e meno organizzata rispetto a

quella della cellula eucariote. Non hanno un nucleo osservabile e definito da una membrana (il

DNA c’è comunque). Costituiscono il regno delle monere.ES! batteri ed alghe azzurre

Eucariote! Cellule che hanno una struttura piu complessa ed organizzata rispetto a quella della

cellula procariote.Formano 4 regni (protisti, funghi, piante ed animali).

I batteri hanno dimensioni che variano da poche centinaia di millimicron sino a qualche micron.

Forme della cellula batterica! cocchi, bacilli, spirilli e vibrioni. Sono unicellulari procaroti e

classificabili in base alla loro forma.

La cellula del virus è composta dalla parete cellulare, i flagelli (servono per il movimento), il

mesosoma, il nucleoide (DNA del battere che è a diretto contatto con il citoplasma). Avviene la

sintesi proteica. Ma non ci sono altri organuli. Il livello d’organizzazione e la struttura sono molto

semplici.

Nelle cellule “intere” invece compaiono sistemi reticolosi complessi. La cellula eucariote! parete

cellulare (cellule vegetali), ciglia e flagelli, membrana cellulare, nucleo, citoplasma

(mitocondri,cloroplasti, cromoplasti e leucoplasti per le cellule vegetali, reticolo endoplasmatico

rugoso, apparato di Golgi, vescicole seccrotorie, lisosomi, perossisomi,vacuoli per le cellule

vegetali, ribosomi, citoscheletro composto da centrioli, microtuboli, microfilamenti, filamenti

intermedi, inclusioni citoplasmatiche).

Dal punto di vista biochimica la membrana è costituita da lipidi, proteine e carboidrati.

I LIPIDI:

I fosfolipidi sono disposti a formare un doppio strato, con le teste (polari,idrofile) esposte alla

superficie della membrana e le code (idrofobiche) rivolte le une verso le altre nello strato più

profondo della membrana, nel quale si collocano anche le molecole di colesterolo che si ritiene

contribuiscano a stabilizzare la struttura interna della membrana ed a renderla maggiormente

plastica.

Modello a mosaico fluido! doppio strato di fosfolipidi, uniti attraverso le code idrofobiche, e con

le teste idrofile rivolte all’esterno della membrana, proteine di membrana intrinseche, proteine di

membrana estrinseche. Le proteine sono immerse nel doppio strato lipidico.