Biochimica e Fisiologia della Pianta coltivata

Introduzione alla biochimica

La biochimica è lo studio dei processi chimici negli organismi viventi. Si basa sullo studio delle strutture e funzioni delle macromolecole cellulari (proteine, carboidrati, lipidi, acidi nucleici). Biochimica come chimica del mondo vivente.

Fondamenti di chimica

Per la sua versatilità nel formare legami, il carbonio è alla base di una varietà enorme di composti. Ogni comparto funzionale che caratterizza le biomolecole proprietà chimiche incide sulle loro caratteristiche. I composti di carbonio sono polimeri lineari nei quali gli atomi di carbonio sono uniti con legami covalenti polimerici. Un'informazione che conoscerete è il cambiamento della struttura, si usa la struttura tridimensionale. Se la configurazione molecolare può essere cambiata facilmente, i legami con le molecole sono instabili (un processo che si verifica in modo diverso), generando reazioni difficili per i processi propri delle cellule. Le biomolecole e polimeri occupano essenzialmente lo spazio e se l'assetto cambia si adattino moltiplicando o delineando ex novo gli aspetti molecolari. Le interazioni tra molecole di interesse biochimico sono determinate stereospazice e ribilitano condopotutto precisa tra strutture complementari.

Fondamenti di fisica

Le cellule sono sistemi aperti che scambiano energia e materia con l'ambiente circostante, stanno bene in situazioni di energia per mantenere uno stato standard dinamico, lontano; dall'equilibrio. La tendenza di una reazione chimica è procedere verso l'equilibrio può essere espressa dalla variazione di energia libera G. Il segno di una reazione è essenziale e tende ad andare al completo, quando è di larga escursione ed energetica e tende ad andare nella direzione opposta. Usando due reazioni sono accoppiate e generano solo reazioni tra costanti, a.

L'acqua

Interazioni deboli nei sistemi acquosi

Le differenti elettronegatività dell'H e dell'O rendono l'acqua una molecola elettricamente polare, in grado di effettuare deboli legami con se stessa (H con O degli altri), legami idrogeno più brevi dei legami covalenti. L'acqua è un buon solvente per i composti polari (idrofilici) e un buon lubrificante. I composti non polari (idrofobici) hanno scarsa solubilità in acqua e non possono formare legami idrogeno. Si osserverà azione solvente a temperature inferiori a quelle loro superficiali, formando zone esplorate separati, larghi spazi nell'acqua tra loro. Le interazioni deboli non covalenti sono ulteriormente importanti per legami duraturi delle biomolecole (es: proteine). Le proprietà fisiche dei sistemi acquosi sono fortemente influenzate dalla concentrazione del solvente. L'acqua si muove rapidamente attraverso la membrana aiutando in modo da bilanciare i gradienti non ben compartimentati, citoplasma, di produzioni chimiche genetiche.

Ionizzazione dell'acqua, degli acidi deboli e delle basi deboli

L'acqua pura si ionizza leggermente, formando un piccolissimo numero di ioni idrogeno e ioni idrossido. Il prodotto della concentrazione dei prodotti ionici e del valore di H₂O equivale a K_w a 25°C = [H⁺][OH^-] = (55,5 mol/L) 10^-14 M². Il pH delle soluzioni acquose riflette, su scala logaritmica, la concentrazione degli ioni idrogeno: pH = - log [H⁺]. Più è alta l'acidità di una soluzione, minore è il valore del pH. Gli acidi, dissolvendosi, abbassano parzialmente l'elevata concentrazione degli ioni idrogeno in una soluzione (il pH), abbassando l'accusa. Le basi deboli accettano uno ione idrogeno aumentando il pH. La costante di dissociazione, K_a, esprime la forte attività di un acido come un valore P_Ka. Più bassa è K_a, migliore è il potere di un acido una base a crescere e il suo pK.

Sistemi tampone contro le variazioni di pH nei sistemi biologici

La miscela di un acido (o di una base) debole e del suo sale costituisce un sistema tampone che si oppone alle variazioni di pH causate dall'aggiunta di H⁺ e di OH^-. Il sistema ha funzione tamponante. Il pH della soluzione di un acido non è uguale al pH del pK_a suo ionizzato, per esempio: pH = pK_a + log [A^-]/[HA]. Nelle cellule e nei tessuti, i sistemi tampone fosfato agiscono nel mantenimento ottimale intra ed extracellulare al loro pH stabilizzato.

L'acqua come reagente

L'acqua è il solvente in cui avvengono le reazioni e agisce come reagente in molti processi biochimici:

• Idrolisi
• Condensazione
• Reazioni di ossidoriduzione