Citologia - chimica della cellula

Composizione chimica della cellula

Gran parte delle molecole che compongono una cellula (tanto un batterio, quanto una cellula umana) sono anfipatiche. Di fatto, la vita delle cellule dipende dall’acqua, dipende dalle reazioni che si svolgono in essa, oppure in comparti specializzati che sono le membrane, isolate dall’acqua. Le membrane possono creare ambienti acquosi contenenti differenti composti al loro interno. In ordine di importanza e in termini di peso ci sono le proteine, gli acidi nucleici, lipidi, i polisaccaridi e gli ioni.

Le cellule non vivono in acqua distillata, né contengono acqua distillata, ma acqua con concentrazioni saline. È essenziale che queste siano controllate dalla cellula. Questo vale soprattutto per gli ioni: ione sodio, cloro, potassio, calcio e ione idrogeno (che fa variare il pH). Quest’ultimo deve essere mantenuto entro certi limiti che variano in base ai diversi comparti della cellula (che possono avere pH differenti).

Lipidi e proteine

Rapidamente parleremo adesso dei composti dei lipidi e delle proteine. I legami covalenti sono in assoluto quelli più forti (esistono differenze di forza tra tipi differenti di legami covalenti). Nelle cellule che sono composte di acqua, il legame ionico è abbastanza debole, perché le molecole di acqua sono delle molecole polari. Queste sono composte da ossigeno e due atomi di idrogeno. L'ossigeno essendo più elettronegativo tende ad attirare gli elettroni; sta di fatto che, nonostante la molecola d’acqua non sia carica, gli elettroni tendono a sostare di più dalla parte dell'ossigeno, che da quella dei due idrogeni. Quindi in questo modo l'ossigeno attrae verso di sé anche gli ioni carichi positivamente, mentre gli idrogeni tendono ad attrarre verso di loro gli ioni carichi negativamente.

In presenza di molecole di acqua, il legame ionico, che è un legame tra uno ione negativo e uno ione positivo, si indebolisce. Così una molecola di NaCl nel vuoto è molto attaccata, mentre nell’acqua questo legame è estremamente debole perché tra lo ione sodio che è positivo e lo ione cloro che è negativo si interpongono le molecole di acqua, e quindi l’attrazione elettrostatica è diminuita di molto.

Legame idrogeno

Il legame idrogeno è il legame classico tra le molecole di acqua. L'ossigeno tende ad essere più negativo e ad avere più elettroni a livello degli idrogeni. Nelle vicinanze di un’altra molecola d’acqua, l’ossigeno attrae l’idrogeno vicino. Questo legame è molto debole perché è basato su interazioni elettrostatiche che dipendono non da una carica netta, ma dalla tendenza dei singoli atomi delle molecole.