Biochimica (prima parte) - Prof. Zucchi

BIOCHIMICA

Lo studio degli esseri viventi ed i correlati con i metodi della chimica.

ESSERE VIVENTE

Ha un’organizzazione strutturale complessa e a bassa entropia, la quale possiede una proprietà paradossale: sappiamo che in un sistema isolato l’entropia aumenta ed è la misura tendenza al disordine, ciò significa che strutture complesse ed ordinate (a bassa entropia) come gli esseri viventi tendono spontaneamente al disfacimento e dunque al disordine.

Gli esseri viventi sono sistemi aperti e possono mantenere la propria organizzazione ed ordine grazie ad energia/funzioni assorbendo energia dal sistema ed aumentandone il disordine nell'ambiente circostante.

Posto che un essere vivente è una struttura ordinata che si mantiene e si riproduce, ci affidiamo al secondo principio della termodinamica. Di fatto tutti gli esseri viventi svolgono continui sistemi chimici basati tutti su un sistema di reazioni che avvengono in ambiente acquoso e si basano sulle proprietà di macromolecole e quindi hanno equilibrio.

Le scuole ultimo: alla biochimica in quella di spiegare questo sistema complesso di reazioni avvengono nei sulforosi in soluzione acquosa. Le conclusioni ci portano a leggere come una funzione chimica.

Questo funziona chimica ha bisogno sulla ripetizione di alcune molecole ad alto peso molecolare, chiamati appunto macromolecole.

1. MACROMOLECOLE
2. Insieme delle reazioni METABOLISMO

Queste macromolecole erano polimeri del carbonio. Infatti la vita si basa sul carbonio ed è questo il motivo per cui la chimica del carbonio è anche chiamata CHIMICA ORGANICA.

Una cui finalismo degli esseri viventi, sono costruiti "come se regolassero un progetto".

chimica organica => chimica del carbonio, i composti di carbonio sono quasi il 90%.

STATO FONDAMENTALE

↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s² 2s² 2p² ↑↓ ↑↑ ↑ 1s² σpx σpy σpz

STATO ECCITATO

↑↓ ↑ ↑ ↑ 1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹

Con un minimo dispendio di energia si possono ridistribuire e utilizzare

orbitali più esterni in modo da metterli in intorno più stabile, opera che quindi

orbitale di combinazione detto ibrido al fenomeno cui è ibridazione.

CH₄

(metano)

H - C - H

H ────────── H

H

Il carbonio forma legami covalenti forti e stabili con molti atomi diversi e

ha l’attitudine a formare polimeri. Il carbonio costituisce infatti macromolecole

lunghe molto più lui; il carbonio infatti possiede la vita è che i vari due pochi

atomi è capace di formare macromolecole, ripete le molecole con e a formare

risultano tessere molto variabili in quanto il carbonio lega a sé molti atomi

diversi e comporre diversi gruppi funzionali diversi che sono proprio costituiti

Dal punto di vista della struttura atomica il numero 4 di atomi di assomiglia

di più al carbonio.

Infatti il carbonio forma due atomi in cui primi atomi di carbonio in legame tra

di loro il reticolo forma per qual motivo molte, delle grandi molecole con una struttura

piuttosto omogenea (di cui gas come O o di H gli atomi).

De carbonio essendo più covalente forma molecole più flessibili.

C - C - C - C - C - C -

H |

H -

e diversi gruppi funzionali legati al carbonio chiamano diversi composti

organici.

I composti organici più ampi suolo formati da carbonio e idrogeno.

IDROCARBURI. Gli idrocarburi più semplici sono quelli in cui ogni atomo di carbonio

lega 4 atomi diversi, chimati olefine, IDROCARBURI saturi o alcani.

Un semplice esempio è naturalmente il metano.

H

H - C - H CH₄ metano

H

(ibridazione sp³, angolo 109,5°)

IDROCARBURI (due atomi di carbonio)

H H

H - C - C - H

H H

CH₃ ETANO

|

CH₃

Dopo gli alcani, gli alcheni sono composti non polari. La presenza del doppio legame ci dà dei più quelli: qui sono le reazioni di addizione.

In ordine il doppio legame è una zona a densità elettronica elevata.

Elettrofilo: composto povero di elettroni chi tende dunque a legarsi.

Nucleofilo: composto ricco di elettroni che tende a cederli.

Questi materiali carboniosi che danno legami carbonio-carbonio sono più facili in reazioni chimiche di godere un'elettrofila.

Gli elementi di gran lunga presenti nelle molecole organiche sono C, O, N, H.

Una classe di composti organici oltre a C e H contengono un gruppo -OH.

Questi composti sono chiamati alcool

• -C - OH ALCOLI

Tradizionali:

A. metilico

CH₃OH

IUPAC:

METANOLO

Per indicare la presenza di un gruppo -OH si usa la desinenza -OLO.

CH₃

H - C - OH

IUPAC:

ETANOLO

Tradizionali:

A. etilico

CH₂OH

CH₃

IUPAC:

PROPANOLO

Tradizionali:

A. propilico

H - C - C

H- C - OH

Utilità: in questo ultimo caso il gruppo -OH può trovarsi in diverse posizioni.

Gli alcolici hanno proprietà diverse da quelle degli alcani e degli atomi, tuttavia la presenza del gruppo alcolico rende la molecola polare.

Aldeidi:

CHETONI

C = O

= gruppo carbonilico

Abbiamo due tipi di gruppi carbonilico:

• legati a legare O con un doppio legame lega anche un atomo di idrogeno
• il gruppo è chiamato aldeidico

Nelle formule di Lewis si rappresentano gli elettroni nello stato più esterno che sono quelli impegnati nei legami chimici. Gli elettroni spaiati sono indicati con un . mentre il trattino (-) indica il legame covalente.

Nel fare questi formule ci regoliamo sulle seguenti teorie: Teoria dei legami di valenza prendiamo i nostri atomi e stabiliamo fra questi i legami, facendo raggiungere a ciascun atomo il suo stato più stabile, cioè quello su cui lo stato è il suo estermo comune.

In natura esistono due molecole distinte indicata dalla formula che ammirassai ciò chi differiscono dalla disposizione spaziale cui vari gruppi - Isomeria ottica.

Tipidi isomeria:

• Isomeri due molecole che hanno stessa formula brutta, ma diversa formula di struttura.

Isomeria cis-trans, ai doppi legami.

Isomeria ottica si fa natura quando le due molecole sono l’immagine speculare l’una dall’altra.

Nella rappresentazione di queste molecole si segue la convenzione di Fischu. Quando facciamo queste strutture, due immagini cui i legami verticali vanno dietro al foglio, mentre quelle orizzonatli varano verso di noi.

Un carbonio che lega i gruppi chimica diviesi ha un nome divinari dai greco chiamata carbonio chirali (o assimmetrico).

Due isomeri ottici hanno stesse proprietà fisico-chimiche diff-reiscono solo in alcune proprietà raffinale, fino quelli che rotazione cui piano cui le luce polauriata. Per distinguere una molecola è la forma D, mentre l'auto è la forma L dell’laturo - levo - > sinistlo.

L’isomeria ottica può complicati notevolmente la molecola nel caso in cui abbiamo più atomi di carbonio.

Quindi gli amminoacidi esistonno sempre in due forme L e D.

Gli angoli sono di 120° in quanto per C,N e N sono ibridati sp². Per la rappresentazione della formula vengono seguite le regole del ... della teoria dei legami di valenza.

Non potrei tuttavia rappresentare i legami π su questo modo della formula, compresi le regole della teoria dei legami di valenza.

Noto scrivere tali formula. Viene preso un elettrone dell'azoto e viene dato all'ossigeno, cioè ho trasferito un legame ionico, quello serve anche a spostarsi la distribuzione dei legami. Tutte le regole dei legami di valenza rimangono comunque soddisfatti.

Entrambe le due formule risultano corrette: IBRIDO DI RISONANZA, cioè presentano certe proprietà comuni.

La parola risonante viene utilizzata per esprimere un concetto prettamente matematico appartenente alla meccanica quantistica.

Partiamo dal concetto di orbitali, possiamo definire questo una funzione matematica.

Un elettrone che ruota intorno al nucleo ha uno stato definito da 6 numeri derivati dalla posizione (3 numeri) e dalla quantità di moto (3 numeri, in quanto fissando la velocità im vettoriale 3 componenti).

Nella meccanica quantistica per caratterizzare lo stato di un elettrone occorroni ∞ numeri.

EQUAZIONE DI SCHRODINGER

(Espressa in coordinate polari)

anpsi

ER ——————

UE: - —— = Orbitali atomici

r

Questo è l’esempio più semplice.

Le soluzioni di questa equazione sono gli orbitali atomici, nel caso in cui ho determinati palazzi cuantati.