Cellula batterica - Citologia ed Istologia

Biologia della cellula

Le macromolecole

Le macromolecole sono catene ripetitive di piccole unità semplici dette monomeri, unite l'una all'altra a formare il polimero. Le macromolecole sono sintetizzate attraverso una reazione di condensazione, con perdita di molecole di acqua. L'inverso di una reazione di condensazione è una reazione di idrolisi, attraverso la quale i polimeri sono scomposti nei monomeri costitutivi.

Tipi di macromolecole

Tre tipi di macromolecole: polisaccaridi, proteine e acidi nucleici; a parte vanno considerati i lipidi.

Carboidrati (polisaccaridi)

I carboidrati, o polisaccaridi, sono la principale fonte di energia, composti da una "capsula". Sono zuccheri e si dividono in tre categorie:

• Monosaccaridi, ovvero singoli zuccheri
• Disaccaridi, due unità di monosaccaridi unite
• Oligosaccaridi, più unità di monosaccaridi unite
• Polisaccaridi, centinaia/migliaia di unità di monosaccaridi unite

I diversi monosaccaridi sono uniti tra di loro da legami glicosidici. Gli zuccheri possono essere Pentosi (5C) o Esosi (6C).

• Ribosio = pentoso → RNA
• Deossiribosio = esoso → DNA

Glucosio e fruttosio sono esosi e fonte di energia. Il glucosio nella cellula vegetale costituisce la parete cellulare in quanto la cellulosa è un polimero di glucosio.

Proteine

Le proteine sono macromolecole costituite da più unità di amminoacidi. Di questi in natura ne sono presenti circa 500, ma nei mammiferi ne compaiono solo 20: 12 vengono prodotti dal nostro corpo in caso non venissero assunti tramite l’alimentazione, mentre gli altri 8 sono detti essenziali perché sono necessariamente da assumere in quanto il nostro organismo non è in grado di produrli.

Gli amminoacidi possono essere sia in forma D che in forma L, ma nelle proteine sono sempre in forma L (gruppo amminico a sinistra). Hanno diverse funzioni, tra cui strutturale, di protezione o trasporto. Gli amminoacidi sono legati tra di loro da un legame peptidico, ottenuto in seguito a una reazione di condensazione, che ha come prodotto anche H₂O. Le proteine hanno quattro strutture:

• Struttura primaria: la sequenza amminoacidica di una proteina. I livelli superiori della struttura di una proteina derivano tutti dalla struttura primaria.
• Struttura secondaria: determina la conformazione, ovvero la disposizione nello spazio degli amminoacidi. Può essere di diversi tipi: elica α (la proteina ha forma ad elica) e foglietto β (la proteina si ripiega su se stessa a causa di attrazioni tra i diversi R). Queste conformazioni sono il risultato della presenza di legami idrogeno a intervalli regolari lungo lo scheletro della catena polipeptidica.
• Struttura terziaria: la proteina si ripiega ulteriormente in seguito al peculiare e spontaneo ripiegamento della catena polipeptidica. Attraverso la denaturalizzazione, una proteina può perdere la sua struttura terziaria, perdendo anche la sua funzione. Potrà poi riprendere la sua struttura, ma non del tutto, per cui non funzionerà correttamente al 100%.
• Struttura quaternaria: alcune proteine sono formate da più catene polipeptidiche, ognuna delle quali è ripiegata in modo da assumere la propria peculiare struttura terziaria.

Acidi nucleici

Gli acidi nucleici sono polimeri lineari specializzati nella trasmissione e utilizzazione dell’informazione genetica. Sono di due tipi: DNA (acido desossiribonucleico), a doppio filamento, e RNA (acido ribonucleico), a singolo filamento. Entrambi sono costituiti da unità più piccole chiamate nucleotidi. Un nucleotide è formato da uno zucchero pentoso legato a un gruppo fosfato e a basi azotate: adenina, guanina, citosina e timina (sostituita nell’RNA dall’uracile). I nucleotidi sono uniti tra di loro grazie a legami fosfodiesteri, mentre tutte le basi sono complementari e si accostano così: C - G e A - T/U. Possono essere purine (A - G) in quanto sono formate da due anelli fusi e sono quindi più complesse, oppure pirimidine, formate da un solo anello (C - T - U). Le basi sono tenute insieme da legami idrogeno.

• DNA: esprime le caratteristiche somatiche (che si vedono) di un individuo. Ha una forma ad elica antiparallela, infatti è composto da un doppio filamento e i due filamenti hanno direzione opposta. Lo zucchero pentoso che costituisce parte del DNA è il deossiribosio.
• RNA: può essere di tre tipi:
  • RNA messaggero (mRNA), necessario per la sintesi delle proteine
  • RNA ribosomale (rRNA), costituente del ribosoma, deputato alla sintesi delle proteine
  • RNA di trasporto (tRNA) che si occupa di trasportare gli amminoacidi dal citoplasma ai ribosomi, dove avviene la sintesi proteica (traduzione dell’informazione genetica). Lo zucchero pentoso che costituisce parte dell’RNA è il ribosio.

Lipidi

I lipidi sono i costituenti della membrana plasmatica delle cellule. Anch'essi hanno diverse funzioni: riserva energetica (grassi e oli), funzione strutturale (fosfolipidi) e funzione di regolazione (steroidi). Si dividono in due gruppi: semplici e complessi.

Lipidi semplici

I lipidi semplici si dividono in trigliceridi e steroidi. I primi sono formati da una molecola di glicerolo e tre di acido grasso, legati insieme da legami estere. Attraverso una reazione di esterificazione, con prodotto anche H₂O, si ottiene un trigliceride. L'acido grasso preso in considerazione può essere saturo se tutti i legami tra atomi di carbonio sono singoli, oppure insaturo se la catena carboniosa contiene uno o più doppi legami. Inoltre, trigliceridi solidi a 20°C sono i grassi (tipo burro), quelli liquidi a 20°C sono gli oli.

Gli steroidi i...