Biochimica - Carboidrati, Lipidi, Proteine, Acidi Nucleici, metabolismo

Doppio strato fosfolipidico: membrana cellulare, nucleare e reticolo endoplasmatico.

Doppio doppio strato: mitocondrio e plastidi.

Proteine

Funzione: energitica in casi estremi quando sia zuccheri che grassi sono finiti. Formano gran

parte del corpo e servono al movimento e al sostegno di quest’ultimo. Servono anche per la

formazione ed elasticità di un muscolo. Hanno una funzione recettoriale, endocrina (ormoni) e

enzimatica, controllano quindi tutte le reazioni chimiche. Es.: pompa sodio-potassio.

Classificazione: Macromolecole formate da monomeri costituiti da amminoacidi (ammine e acido

carbossilico sullo stesso atomo di carbonio alfa), ma possono esserci altri gruppi funzionali. Solo

gli alfaamminoacidi formano le proteine.

Carbonio α: in chimica organica si intende carbonio α quell’atomo che si trova in seconda

posizione legato all’atomo di carbonio 1 di un gruppo carbossilico o uno aldeidico.

Amminoacidi: composti organici derivati caratterizzati dalla presenza di un gruppo amminico e un

gruppo carbossilico legati allo stesso atomo di carbonbio α. Negli organismi si trovano nella serie

L, perché non si sa. Quelli più importanti per le proteine sono circa una ventina e sono tutti α-

amminoacidi. Il loro numero varia per ogni specie.

Strutture:

struttura primaria: sequenza di amminoacidi legati fa legami peptidici o carboammidici.

struttura secondaria: Legami a idrogeno fra amminoacidi della struttura primaria. Ci sono due

tipi, alfa elica e beta (foglietto). Le prime sono caratterizzate da una spiralizzazione degli

amminoacidi, in cui alcuni si legano con legami a idrogeno, per avere la spirale. Ogni anello della

spirale si ha ogni 7 amminoacidi circa.

Per la beta si ha una disposizione ondulatoria, come un foglietto pieghettato.

struttura terziaria da alfa elica: struttura secondaria avvolta per legami intermolecolari (Idrogeno,

e qualche legame disolfurico).

struttura terziaria da beta: Molto resistente, poiché può assorbire colpi e stirarsi. Legame

idrogeno e bisolfurici tra un filamento e l’altro. Formata da varie strutture beta.

4° struttura: Deriva da più strutture terziarie di alfa elica legate fra di loro, perché le molecole sono

formate da più filamenti polipeptidici. Es: la mioglobina (1α, 1β) e l’emoglobina (2σ, 2β) sono

formati da più filamenti polipeptidici e richiedono appunto una 4° struttura, insieme al co-fattore

(l’eme), determina il trasporto dell’ossigeno. L’emoglobina ha le strutture disposte a croce.

Amminoacidi essenziali: quegli amminoacidi che non possono essere sintetizzati dall’organismo.

Es.: ad un paese asiatico mancava la lisina perché mangiava solo riso. E la lisina non poteva

essere sintetizzata dall’organismo della gente asiatica.

Ammidi: Sono derivati funzionali degli acidi carbossilici in cui l'idrossile (-OH) è sostituito con

un gruppo amminico (-NR'R").

Carbonio asimmetrico: che sia legato a quattro atomi o gruppi atomici diversi.

Legame polipeptidico: gruppo carbossilico di uno dei due amminoacidi si lega con l’altro gruppo

carbossilico di un’ammina e rimangono CO e NH che legandosi formano un legame peptidico il

- +

quale avviene per condensazione e si staccano OH e H e formano H O. OH si stacca dall’acido

2

carbossilico, che in questo caso si comporta da base.

Legame tripeptidico: formato da tre amminoacidi. Legati tramite legame carboamidico peptidico.

Da sapere: cistina e metionina sono caratterizzati da un gruppo tiolico oltre al gruppo amminico e

al gruppo carbossilico.

Talassemia: emoglobina non trasporta l’ossigeno, perché c’è una modifica nella struttura 1° che si

ripercuote nella 2°, 3° e così via. Tutto questo a casua di un amminoacido alterato.

Dipende dalle posizioni degli amminoacidi cambiati. In alcuni, una leggera modifica non porta nulla

di grave, perché non interessa la formazione di legami. Sfruttato nelle analisi biometriche per il

DNA. Per vedere la causa di qualche problema si risale alla struttura primaria.

Acidi nucleici

Definizione: polinucleotidi (polimeri di nucleotidi) in cui un gruppo fosforico fa da ponte fra le

posizioni 3’ e 5’ di due unità ribosio vicine

Funzione: conservazione, trasmissione ed espressione dei caratteri ereditari.

Sono costituiti da:

-D-ribosio: zucchero a 5 atomi di carbonio in cui è presente il gruppo aldeidico.

-Base eterociclica azotata: anello di atomi di carbonio e azoto. Appartengono alle classi delle

pirimidine e delle purine.

Pirimidine: anello esatomico aromatico, sono C (citosina), T (timina) e U (uracile).

Purine: due anelli condensati, uno esatomico aromatico e uno pentatomico, sono A (adenina) e G

(guanina).

Complementarietà delle basi: Le basi devono essere complementari, cioè devono legarsi

esattamente tra di loro. Chimicamente Purine e Purine e Pirimidine con Pirimidine non possono

essere legate. Devono sempre essere accoppiati come Purina e Pirimidina nella catena del DNA,

per motivi sterici (di spazio), perché appunto le purine sono più grandi. Inoltre, devono avere tutti

la stessa distanza dal DNA.

Complementarietà dell’RNA: tra il ribosomiale e il transfer c’è complementarietà. L’RNA

ribosomiale, infatti, ha una forma che viene mantenuta con legami idrogeno. Più evidente è

nell’RNA transfer per la sua forma a quadrifoglio. Sono presenti quindi le basi complementari, per

necessità steriche per il ribosomiale. Sia il ribosomiale che il transfer per avere quelle determinate

funzioni devono avere tutte le componenti al posto giusto. Quindi le basi devono essere

complementari ancora una volta.

Complementarietà del DNA: anche qui le purine si legano a determinate pirimidine, all’una ne

corrisponde una e una sola dell’altra. Quindi c’è complementarietà per il doppio filamento

polinucleotidico. Questo permette agli enzimi di lavorare alla duplicazione e alla traduzione

correttamente.

Complementarietà: nelle diverse basi permette l’esatta riproduzione della vita.

Legame ad Idrogeno: per legami tra molecole diverse ci devono essere sempre atomi di idrogeno

legati ad un elemento molto elettronegativo. Si tratta di un legame elettrostatico. Non è un legame

ionico.

-Gruppo fosfato: con atomo di fosforo al centro che conferisce all’acido nucleico la sua acidità.

Nucleoside: Base azotata legata al ribosio per condensazione. L’OH legato al carbonio del ribosio

reagisce con l’H legato all’azoto della base azotata. Eliminazione di una molecola di acqua,

formando il nucleoside.

Nucleotide: nucleoside legato all’acido fosforico per condensazione. L’OH legato al carbonio dello

zucchero del nucleoside reagisce (per esterificazione) con una molecola di acido fosforico

(PO3+H2-).

Eliminazione di una molecola d’acqua e formazione del nucleotide.

Polinucleotide: due nucleotidi che si legano con un legme chiamato fosfodiestereo. Gruppo

fosfato di un neuclotide reagisce con il gruppo ossidrile del carbonio dello zucchero di un altro

nucleotide. Eliminazione di una molecola d’acqua e formazione di un polinucleotide.

Classi di acidi Nucleici: DNA e RNA

DNA: (acido deossiribonucleico) macromolecola dove sono impresse chimicamente tutte le

informazioni dell’essere. Si trova nel nucleo della cellula.

Forma: doppia elica, due filamenti, non identici, ma complementari, a spirale, legati con legame di

idrogeno che ne garantisce la stabilità. Nel primo filamento è presente la guanina o adenina, sul

filamento opposte corrisponde rispettivamente la citosina o la timina.

Processo: trasferimento

Duplicazione del DNA: avviene nell’interfase, dopo la mitosi precedente, prima della mitosi

successiva.

Il periodo di riposo delle cellule è la mitosi o la meiosi. Quindi nella interfase la cellula lavora

tantissimo, occupandosi di: duplicazioni di organelli cellulari, DNA, RNA, raccolta di sostanze

energetiche e nutrienti. Questo prima della meiosi.

RNA: (acido ribonucleico) RNA messaggero (prodotto da un particolare gene del DNA) che va nel

citoplasma e si collega all’RNA transfer (quadrifoglio) che prende dal citoplasma gli amminoacidi

utili e li porta all’RNA ribosomiale (forma il ribosoma) e all’RNA messaggero. Si trova nel

citoplasma e nei ribosomi.

Forma: Elica semplice, unifilamentosa.

Processo: traduzione

Nucleotidi fosfati: sono i monomeri degli acidi nucleici e sono un insieme di tre molecole, ovvero

Base azotata, Ribosio e radicale fosfato.

DINAMICA

Metabolismo: insieme di tutte le reazioni chimiche che avvengono negli organismi viventi.

Catabolismo: con il termine catabolismo s'intende l'insieme dei processi metabolici che hanno

come prodotti sostanze strutturalmente più semplici e povere di energia, liberando quella in

eccesso sotto forma di energia chimica (ATP) ed energia termica. Quando se ne produce troppa si

crea un deposito di energia.

Processi catabolismo: l'idrolisi delle macromolecole; la glicolisi; la β-ossidazione degli acidi

grassi; il ciclo dell'urea; un esempio di catabolismo è la respirazione cellulare, dove la molecola

altamente energetica del glucosio (C6H12O6) viene scissa in molecole di acqua e anidride

carbonica, ricavando 36 o 38 molecole di ATP (questa differenza di 2 molecole di ATP è dovuta al

tipo di shuttle utilizzato nella respirazione cellulare: se è il malato saranno 38, se è il glicerolo-3-

fosfato saranno 36).

l

Anabolismo: 'anabolismo è una delle due parti del metabolismo e comprende l'insieme dei

processi di sintesi o bioformazione delle molecole organiche(biomolecole) più complesse da

quelle più semplici o dalle sostanze nutritive.

Nell’evoluzione è presente una trasformazione genetica.

Un esempio è la fotosintsi, è una via anabolica, si parte dall’acqua e dall’anidride carbonica e si

arriva a produrre il glucosio e l’ossigeno.

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Catabolismo-Anabolismo: Proteine - Amminoacidi - Urea/Acido urico/Ammoniaca

Catabolismo aerobico: riguarda la respirazione cellulare (catabolismo del glucosio) e si verifica

nel citoplasma e nei mitocondri.

Catabolismo anaerobico: lo troviamo solo nelle monere , perché non hanno i mitocondri, c’è

l’impossibilità di usare l’ossigeno. I batteri fanno parte del regno delle Monere.

Catena metabolica: successione ordinata delle reazioni chimiche, che partono da un certo

reagente, per poi arrivare alla produzione di un determinato prodotto. Non indipendente, ma

dipendente dal metabolismo.

Nella rete metabolica noi troviamo la via metabolica che ci interessa, ma non esiste davvero una

via metabolica lineare. Ci sono in realtà varie deviazioni. Ma è un aiuto dal