Biomolecole, esame di Biologia cellulare

Carboidrati

Monosaccaridi

I monosaccaridi sono singoli monomeri, come ad esempio fruttosio e glucosio, che sono effettivamente isomeri poiché hanno lo stesso numero di atomi ma una disposizione diversa. Possono avere da 3 a 9 atomi di carbonio e possono essere lineari o ciclici; quest'ultima forma si verifica quando il gruppo aldeico o chetonico polimerizza col penultimo gruppo ossidrilico del carboidrato.

Oligosaccaridi

Gli oligosaccaridi contengono pochi monomeri, tra cui i disaccaridi come lattosio e saccarosio. Fanno parte delle glicoproteine di membrana: alla proteina trans-membrana si attaccano gli oligosaccaridi che garantiscono alla cellula di interagire nello spazio con le altre cellule.

Polisaccaridi

I polisaccaridi sono catene di polisaccaridi, come amilosio e glicogeno. Si classificano in base a vari criteri:

• Tipi di monosaccaridi da cui sono formati: omopolisaccaridi, formati da un solo tipo di monosaccaride; eteropolisaccaridi, formati da più tipi di monosaccaridi.
• Ramificazione: ramificati e non ramificati.
• Funzione: riserva di combustibile.

Glicogeno: si tratta di un omopolisaccaride ramificato costituito da catene di molecole di glucosio. È presente soprattutto a livello epatico e muscolare, dove è pronto per essere scisso in glucosio se c'è bisogno di energia. Il motivo per cui le cellule preferiscono conservare il glucosio come glicogeno e non come singole molecole risiede nel potenziale osmotico delle molecole. Una molecola di glicogeno, infatti, non richiama acqua; al contrario, tante molecole di glucosio creerebbero un gradiente osmotico tale da far rigonfiare la cellula di acqua e rompere la membrana.

Amido: è, a sua volta, l’unione di due polisaccaridi:

• Amilosio: è un omopolisaccaride lineare formato da due lunghe catene di residui di glucosio.
• Amilopectina: è un omopolisaccaride ramificato formato da catene di residui di glucosio.

Strutturale

Cellulosa: è un omopolisaccaride lineare formato da residui di glucosio. Tuttavia, il glucosio della cellulosa è in forma beta, ciò consente ai residui di formare delle catene allungate che formano legami idrogeno con le altre catene. Ciò garantisce alla cellulosa un’elevata resistenza, che la rende l’elemento prediletto per le pareti vegetali. Inoltre, dato che l’organismo umano possiede enzimi per distruggere solo legami tra forme alpha, non è in grado di digerire la cellulosa.

Chitina: è un omopolisaccaride lineare formato da residui di N-acetilglucosammina. È molto simile alla cellulosa (come questa non viene digerita) e forma l’esoscheletro di vari insetti.

Funzioni

• Strutturali: per la cellula e per l'organismo (es. cellulosa).
• Energetica.
• Recettoriali: carboidrati di membrana.

Lipidi

Acidi grassi

I lipidi più semplici sono gli acidi monocarbossilici caratterizzati da una lunga catena idrocarburica non ramificata. Queste catene possono presentare legami singoli (saturi) oppure legami doppi (insaturi) tra due C-C. Come altra caratteristica, gli acidi grassi sono aciclici, ovvero lineari (alifatici).

Acidi grassi saturi: hanno il massimo numero di H e sono solidi a temperatura ambiente.

Acidi grassi insaturi: presentano una o più coppie di atomi di C adiacenti legati tra loro da doppi legami (monoinsaturi o polinsaturi). Si presentano liquidi a temperatura ambiente. Il doppio legame "piega" l'acido grasso e impedisce l'allineamento con la catena adiacente, limitando le interazioni di Van del Waals.

Solubilità degli acidi grassi

I primi termini degli acidi grassi sono solubili in acqua, ma, man mano che la catena idrocarburica cresce in atomi di carbonio, più diminuisce la solubilità. Ciò è dovuto al fatto che la coda idrocarburica è idrofoba che prevale sul gruppo carbossilico (idrofilo).

Glicerofosfolipidi

Un'altra categoria dei lipidi sono i glicerofosfolipidi: costituiti da una molecola di glicerolo, due catene di acidi grassi e un gruppo fosfato. Questi sono alla base della costituzione delle membrane plasmatiche.