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

L'acqua ha una leggera tendenza a produrre disgregazione.

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

Il pH

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 costanti le loro condizioni interne (concentrazioni di vari ioni) grazie al 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). La 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 → Dipendenza 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 reversibile.

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 costanti le loro condizioni interne (concentrazione di ioni) grazie al pH. Il pH influenza la velocità delle reazioni biologiche e può controllare le strutture tridimensionali delle molecole biologiche con conseguenze sulle loro funzioni. L'ambiente 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.