Reazioni chimiche e macromolecole biologiche

Reazioni acido-base

CH₃COOH → CH₃COO^- + H⁺

ACIDO + BASE → SALE + ACQUA

... perdita di /a riferimento all'acquisizione/perdita di ioni.

La reazione fra acidi e basi forti è irreversibile.

La reazione fra acidi e basi deboli è tendenzialmente reversibile.

Ionizzazione dell'acqua → acqua ha una leggera tendenza a produrre disgregazione.

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

Il pH = log negativo delle concentrazioni di ioni H⁺

[H⁺] in acqua pura = 10^-7 M (pH = 7)

Tamponi

• Un tampone è costituito da un acido debole e dalla sua base corrispondente.
• Per la legge di azione di massa l'aggiunta di un acido sposta la reazione verso la formazione della base.
• In questo modo i tamponi riescono a mantenere pressoché costante il pH.

HCO₃^- + H⁺ ↔ H₂CO₃

Importanza del pH

• Gli organismi viventi mantengono costante le loro condizioni interne (concentrazioni di vari ioni per il pH).
• Il pH influenza la velocità delle reazioni biologiche.
• E può condizionare la struttura tridimensionale delle molecole biologiche con conseguenze sulle loro funzioni.
• I coaguli sanguigni utilizzano diversi meccanismi collegati alla variazione e alla costanza del pH delle loro molecole e strutture proteiche.

Le macromolecole biologiche

• Costituiscono gli esseri viventi e hanno un alto peso molecolare
• Proteine
• Carboidrati
• Lipidi

Sono polimeri di molecole più piccole (monomeri).

• Funzione dipenderà dalla forma che le macromolecole assumono e dai gruppi funzionali.

20 amminoacidi.

Monosacaridi (monomeri di zuccheri) legati a formare polisaccaridi.

Acidi nucleici: unioni di 4 tipi di monomeri (nucleotidi).

Lipidi: monomeri tenuti insieme da legami non covalenti.

Gruppi funzionali

• Gruppi di atomi con specifiche proprietà chimiche determinano proprietà e funzioni delle macromolecole.
• Possono essere di diverso tipo nella stessa macromolecola.

Isomeri

Molecole con la stessa formula chimica ma atomi arrangiati in modi diversi.

• Isomeri strutturali → atomi legati in maniera diversa differiscono "come gli atomi sono legati assieme".
• Cis/trans → differenza → orientazione atomo ad un doppio legame.
• Ottici → Dependeza da atomi di C. asimmetrico che ha legati 4 atomi diversi formano interazioni diverse.

Reazione acido-base

CH₃COOH ⇌ CH₃COO^- + H⁺

ACIDO + BASE ➔ SALE + ACQUA

• scambio di protoni
• processo tramite il quale avviene il passaggio dal reagente al prodotto

La reazione tra acidi e basi forti è irreversibile.

La reazione tra acidi e basi deboli è tendenzialmente riversibile.

Ionizzazione dell'acqua: l'acqua ha una leggera tendenza a dissociarsi

H₂O ⇌ H⁺ + OH^-

Il pH

pH = log negativo della concentrazione di ioni H⁺

[H⁺] in acqua pura = 10^-7 M (pH = 7)

Tamponi

• Un tampone è costituito da un acido debole e dalla sua base (conjugata).
• Per la legge di azione di massa l'aggiunta di un acido sposta la reazione verso la formatura della base.
• In questo modo i tamponi riescono a mantenere pressoché costante il pH.

HCO₃^- + H⁺ ⇌ H₂CO₃

Importanza del pH

• Gli organismi viventi mantengono costante le loro condizioni interne (concentrazione) di ioni grazie al pH.
• pH influenza la velocità delle reazioni biologiche e può controllare le struttura tridimensionali delle molecole biologiche con conseguenze sulle loro funzioni.
• Lambiante sanguigno utilizza diversi meccanismi per mantenere la costanza del pH delle loro cellule e tessuti.

Le macromolecole biologiche

• Costituiscono gli esseri viventi e hanno un alto peso molecolare.
• Proteine
• Carboidrati
• Lipidi

Polimeri di molecole più piccole (monomeri)

• 20 amminoacidi
• monosaccaridi

monomeri di zuccheri legati a formare polisaccaridi

• Acidi nucleici: insieme di 4 tipi di monomeri (nucleotidi)
• Lipidi: monomeri tenuti insieme da legami non covalenti

Gruppi funzionali

• Gruppi di atomi con specifiche proprietà chimiche
• Determinano proprietà e funzioni delle macromolecole
• Possono essere di diverso tipo nella stessa macromolecola

Isomeri

Molecole con la stessa formula chimica ma atomi arrangiati in modi diversi.

• Isomeri strutturali ➔ atomi legati in maniera diversa differiscono legami
• cis-trans ➔ differiscono nell'orientazione atomica da un due lati
• ottici ➔ derivano da atomi di C asimmetrici che ha legami con 4 atomi diversi morfemi diversi