Biomolecole

IL METABOLISMO E LE MACROMOLECOLE BIOLOGICHE

È l’insieme dei processi chimici che permettono la produzione di energia è definito come

Si divide in 

ANABOLISMO insieme delle reazioni di condensazione

 

CATABOLISMO insieme delle le reazioni di idrolisi



a) CATABOLICHE sono reazioni di digestione / idrolisi / scissione

Si tratta di reazioni che PRODUCONO ENERGIA SCINDENDO MOLECOLE COMPLESSE IN MOLECOLE

SEMPLICI

aggiungendo acqua a un polimero si scinde in due monomeri

b) ANABOLICHE sono reazioni di condensazione / sintesi

UTILIZZANDO ENERGIA PRODUCONO MOLECOLE COMPLESSE A PARTIRE DA MOLECOLE SEMPLICI

sommando due monomeri si ottiene un polimero tramite l’eliminazione di una molecola d’acqua

(un H dal primo e un OH dal secondo) e la formazione di un legame sull’ossigeno

le vie metaboliche e anaboliche sono una l’opposto dell’altra

MACROMOLECOLE BIOLOGICHE (Biomolecole)

Le macromolecole sono dei polimeri costituiti da più monomeri. HANNO UN ELEVATO PESO

e sono di grandi dimensioni.

MOLECOLARE

dopo l’acqua sono le molecole più importanti nell’organismo poiché garantiscono il corretto svolgimento

delle reazioni all’interno della cellula e il mantenimento del metabolismo basale.

le 4 classi sono:

 carboidrati

 lipidi

 proteine

 acidi nucleici

I

CARBOIDRATI 1

Sono anche chiamati zuccheri, glucidi o poli-idrossi-alcol

Si tratta di composti ternari che contengono carbonio, idrogeno e ossigeno il rapporto tra questi è 1:2:1

2 molecole di idrogeno e 1 di ossigeno formano acqua, infatti il carbonio è idratato

C (H O)

La loro formula molecolare: n 2 m

Le principali funzioni sono:

 FUNZIONE ENERGETICA sono le molecole più importanti dal punto di vista energetico perché

:

producono energia immediata potendo essere catabolizzati per ottenere ATP 1 g = 4 kcal

 STRUTTURALE: sono dei componenti fondamentali per le componenti strutturali della cellula

(membrana cellulare, matrice extracellulare, glicocalice)

 SEGNALAZIONE: svolgono un importante ruolo informazionale nella comunicazione cellula-

cellula

I carboidrati più semplici sono composti da 3 atomi di carbonio.

Dal punto di vista chimico ai quali sono stati aggiunti vari gruppi

, I GLUCIDI SONO ALDEIDI O CHETONI

ossidrilici.

Possono essere convertiti in lipidi attraverso un processo chiamato , si verifica a

DE NOVO LIPOGENESI

livello epatico quando vi è un eccesso di carboidrati.

La classificazione viene in base ai monomeri ossia le unità di base:

MONOSACCARIDI (unità fondamentali che è presente in tutti i carboidrati e

SONO IL MONOMERO DEI CARBOIDRATI

zuccheri semplici con cui si costruiscono gli zuccheri più complessi)

- CONTENGONO DAI 3 A 7 ATOMI DI CARBONIO

Ciascun carbonio è legato a un gruppo ossidrile OH

e un H eccetto uno che possiede un doppio legame

con l’ossigeno.

se l’ossigeno si trova 

all’ della molecola carboidrati

ESTREMITÀ ALDOSI



all’ della molecola carboidrati

INTERNO CHETOSI.

- ciò è dovuto al numero di gruppi ossidrili polari e il gruppo carbonilico

SONO IDROFILI,

Nella nomenclatura vi è il prefisso che indica il numero di atomi di carbonio (tri, tetra) ed è seguito dal

suffisso -oso/-osio.

Normalmente sono costituiti da catene lineari ma in soluzione sono ciclici; a seconda che il gruppo

ossidrile legato al carbonio 1 si trovi sopra o sotto la molecola viene definita alfa o beta.

- I monosaccaridi più importanti sono



TRIOSI glicerolo

 

PENTOSI ribosio, desossiribosio

 

ESOSI glucosio, galattosio, fruttosio



IL GLUCOSIO 2

Il monosaccaride più comune del mondo biologico è l’ che presenta una

ALDOESOSO D-GLUCOSIO

C H O

formula di struttura pari a 6 12 6

Si tratta di uno zucchero fondamentale poiché svolge numerose funzioni tra cui:

- È la principale fonte di energia negli organismi viventi

- Attraverso la glicolisi è coinvolto nell’immediata produzione di ATP

- Fondamentale per la sintesi di altri zuccheri, amminoacidi e lipidi

Si tratta di una molecola chirale, esistono perciò, due enantiomeri:



A) L’enantiomero destrogiro (D-glucosio) è il più diffuso in natura, è quello che assume l’uomo

B) L’enantiomero levogiro (L-glucosio)

LE PROIEZIONI DI FISCHER E DI HAWORTH

PROIEZIONE DI FISHER:

Secondo questa proiezione ci si immagina che i gruppi H e OH si proiettino leggermente al di fuori del

piano del foglio.

È una rappresentazione degli zuccheri nella loro struttura lineare; gli zuccheri triosi sono lineari

(es. Gliceraldeide e Diidrossiacetone).

Il glucosio invece, esiste nella cellula in un equilibrio dinamico tra la configurazione lineare e la forma

ad anello.

L’anello si forma quando il gruppo OH sul C5 si lega al C1, la forma ad anello è prevalente in quanto è

la più stabile.

PROIEZIONE DI HAWORTH:

Riporta la struttura ad anello tipica degli zuccheri.

La circolarizzazione è fondamentale poiché rende reattiva la molecola, inoltre, la formazione

dell’anello porta a 2 forme alternative della molecola, a seconda dell’orientamento spaziale del gruppo

OH sul C1:

FORMA ALFA: il gruppo OH sta sotto all’anello, nella direzione opposta rispetto al gruppo

- CH OH situato sul C5;

2

FORMA BETA: il gruppo OH sta sopra all’anello, nella stessa direzione del gruppo CH OH situato

- 2

sul C5.

Sono due forme identiche dal punto di vista chimico, ma diverse nella struttura tridimensionale.



Forma beta assume la tipica struttura a sedia 3



Forma alfa assume la tipica struttura a barchetta

DISACCARIDI

Sono formati da DUE MONOSACCARIDI UNITI DA UN LEGAME

, in particolare la reazione avviene tra

COVALENTE GLICOSIDICO

il C1 di un saccaride e il C4 dell’altro, per questo motivo si parla

di legame alfa o beta 1 -> 4 glicosidico

La formazione di questo legame si ottiene da una reazione di

condensazione in cui si va a perdere una molecola di acqua

(il primo monosaccaride perde un ossidrile OH mentre l’altro

perde un idrogeno H).

Il legame glicosidico può essere alfa o beta a seconda che il

gruppo OH dell’anello si trovi sotto (alfa) o sopra (beta)

I più importanti, che hanno tutti la stessa formula molecolare

C H O , sono:

12 22 11 

a. glucosio + fruttosio (legame α 1 -> 4 glicosidico)

SACCAROSIO



b. glucosio + galattosio (legame β 1 ->4 glicosidico)

LATTOSIO 

c. glucosio + glucosio (ottenuto da amido) (legame α 1 -> 4 glicosidico)

MALTOSIO 

d. glucosio + glucosio (ottenuto da cellulosa)

CELLOBIOSIO

OLIGOSACCARIDI

formati da pochi monosaccaridi, fino a 20.

Gli oligosaccaridi sono biologicamente attivi se coniugati con proteine (a formare le glicoproteine)

e lipidi (a formare i glicolipidi).

Alcuni oligosaccaridi sono MALTOTRIOSIO E RAFFINOSIO. 4

I POLISACCARIDI

Formati da centinaia di monosaccaridi.

Si distinguono in base alla struttura in:

 costituiti da uno di monosaccaride ripetuto n volte

 OMOPOLISACCARIDI STESSO TIPO

 costituiti da di monosaccaridi ripetuti

 ETEROPOLISACCARIDI DIVERSI TIPI

Si distinguono in base alla funzione:

 

Polisaccaridi di Riserve energetiche utilizzate in caso di necessità.

RISERVA

oltre ai legami α(1 -> 4) talvolta possono esserci legami α(1-> 6), che danno origine a catene

laterali; infatti, i polisaccaridi di riserva possono essere polimeri ramificati o non ramificati, a

seconda della presenza o meno di questi legami α 1