Zoologia Generale 2 - chimica della vita

Chimica della Vita

• Dei 92 elementi naturali soltanto 25 sono essenziali per la vita
• Il 96% della materia vivente è formato da Carbonio, Idrogeno, Ossigeno e Azoto
• Il restante 4% è composto soprattutto da Fosforo, Zolfo, Calcio e Potassio
• Composizione di un organismo vivente
  • 70% H₂O

le macromolecole che compongono gli organismi viventi sono:

• Proteine
• Acidi Nucleici
• Carboidrati
• Lipidi

Chimica della Vita

• Dei 92 elementi naturali soltanto 25 sono essenziali per la vita
• Il 96% della materia vivente è formato da Carbonio, Idrogeno, Ossigeno e Azoto
• Il restante 4% è composto soprattutto da Fosforo, Zolfo, Calcio e Potassio
• Composizione di un organismo vivente
  • 70% H₂O
  • grandi molecole
  • ioni e piccole molecole

Le macromolecole che compongono gli organismi viventi sono:

• Proteine
• Acidi Nucleici
• Carboidrati
• Lipidi

L'Acqua

• L'acqua è fondamentale per la vita
• Costituisce la maggior parte degli organismi viventi

cellule 70-95% H₂O

il resto sono composti del carbonio

• La vita nasce in acqua e in acqua si evolve per 3 miliardi di anni
• Le molecole di acqua sono polari:
• L'Ossigeno è più elettronegativo dell'Idrogeno
• Si possono formare legami a idrogeno tra molecole di acqua diverse
• A causa della sua polarità l'acqua ha una tensione superficiale

• L'acqua è coinvolta nella termoregolazione:
• Dato il gran numero di legami a idrogeno ha un alto calore specifico
• Di conseguenza è necessaria molta energia per aumentarne la temperatura

NB. Gli organismi, essendo costituiti in gran parte da acqua, sono in grado di resistere ai cambiamenti di temperatura

• Grazie alla sua polarità l'acqua può "sciogliere" molecole polari

L'acqua è il solvente della vita

Carbonio

• È l'elemento fondamentale degli esseri viventi;
• I composti del carbonio sono per la maggior parte organici;
• Il carbonio può formare macromolecole, che possono avere:
  • diversa lunghezza
  • ramificazioni
  • legami doppi o tripli
  • molecole ad "anello"
  • stessi elementi assemblati in modo diverso (isomeri o enantiomeri)
  • gruppi funzionali (porzioni di molecola che conferiscono proprietà particolari)

Macromolecole

• sono molecole ad alto peso molecolare
• molte di queste sono polimeri (unione di molecole più semplici: dette monomeri)

Carboidrati:

• sono zuccheri e polimeri di zuccheri
• sono una fonte di energia
• forniscono scheletri carboniosi: (che possono essere riassemblati per comporre altro)

monosaccaridi: (zuccheri semplici)

• possono formare polisaccaridi: (polimeri)
• possono formare disaccaridi

• Polisaccaridi:

• hanno funzione di riserva di energia

1. amido (vegetale)
2. glicogeno (animale)
3. cellulosa (vegetale)
4. chitina (animale)

NB. la chitina è composta da molecole di glucosammina (e non di glucosio)

Lipidi

• sono molecole molto grandi MA non sono polimeri
• sono molecole idrofobe (NB.: fosfolipidi sono parzialmente idrofobi)
• Le principali molecole lipidiche sono:
• Trigliceridi
• Fosfolipidi

• Trigliceridi:

  • Fungono da depositi di energia (dal momento che hanno moltissimi legami)
  • sono apolari
  • sono composti da glicerolo e 3 acidi grassi uguali

NB.

gli acidi grassi dei trigliceridi possono essere:

• SATURI -> SOLIDI (senza legami doppi o tripli)
• INSATURI -> LIQUIDI (con doppi o tripli legami)

Fosfolipidi

• sono composti da glicerolo, due acidi grassi e un gruppo fosfato (che può legarsi ad altre molecole)
• la "testa" (il gruppo fosfato) è polare e quindi idrofila
• le due "code" (gli acidi grassi) sono apolari e quindi idrofobe

NB. I fosfolipidi sono i principali costituenti delle membrane cellulari: grazie alla loro natura anfipatica (idrofila e idrofoba)

Formano un doppio strato fosfolipidico

• Altre molecole lipidiche sono carotenoidi e steroidi:
  • contribuiscono alla formazione di ormoni e vitamine

NB. il colesterolo é un importante costituente delle membrane cellulari e precursore di ormoni steroidei (es. ormoni sessuali)

Proteine

• Le proteine (o polipeptidi) sono macromolecole versatili e complesse
• Circa il 50% del peso secco della cellula è composto da proteine
• Svolgono diverse funzioni:
• supporto strutturale
• deposito energetico
• trasporto
• comunicazione
• difesa da agenti estranei
• enzimi
• movimento

NB.

tanti amminoacidi (monomeri) => polipeptide (polimero) => tanti polipeptidi formano una proteina

Struttura base di un amminoacido:

• gruppo amminico
• gruppo acido (carbossilico)
• radicale

NB, esistono 20 aa. diversi: (si distinguono in base al radicale)

I livelli strutturali di una Proteina

1° LIVELLO

• la struttura primaria di una proteina è la sua specifica sequenza amminoacida

2° LIVELLO

- la struttura secondaria di una proteina è data da avvolgimento o ripiegamento ripetitivo di segmenti della catena:

1. α elica
2. β foglietto

NB. queste strutture sono stabili grazie a legami idrogeno tra aa. diversi

3° LIVELLO

- la struttura terziaria di una proteina consiste nell'irregolare ripiegamento della catena come conseguenza dell'interazione di gruppi R di aa. diversi

4° LIVELLO

- la struttura quaternaria di una proteina è il risultato del modo in cui interagiscono e si associano le sub-unità polipeptidiche che la compongono

Acidi Nucleici

• Gli acidi nucleici sono polimeri informazionali (contengono e trasmettono l'informazione genetica)
• Sono due: DNA e RNA
  • il DNA conserva l'informazione
  • l'RNA la utilizza la usa per la sintesi delle proteine (di fatto permettendo l'espressione dell'informazione del DNA)

NB. L'informazione sta nella sequenza di nucleotidi (monomeri)

DNA trascrizione RNA traduzione Proteine

Struttura di un nucleotide

• zucchero pentoso (RNA - ribosio) (DNA - desossiribosio)
• BASE AZOTATA
• GRUPPO FOSFATO

• Purine
• Pirimidine

guanina citosina

adenina timina (DNA)

uracile (RNA)