Biochimica e fisiologia vegetale - Schemi completi

STRUTTURA

alcol) uniscono testa-coda o coda-coda formando

catene lineari o cicliche

STRUTTURA

posiz C3:

la struttura base senza testa alcolica I LIPIDI NON SAPONIFICABILI (o SEMPLICI)

aggiuntiva si chiama acido fosfatidico sono pigmenti che assorbono la luce e sono

precursori della vitamina A

1) I TERPENI CAROTENOIDI es. beta-carotene

Se X = Serina --> Fosfatidilserina. il gruppo fosfato PO4 si lega a diverse

molecole per formare le diverse classi di OLI ESSENZIALI responsabili di profumi e aromi es. mentolo e limonene

fosfolipidi:

Se X = Colina --> Fosfatidilcolina (lecitina). LE TESTE POLARI FUNZIONI NEI VEGETALI le lunghe catene laterali dell'ubichinone dei

Se X = Etanolammina --> Fosfatidiletanolammina. mitocondri e del plastochinone dei

I VARI TIPI cloroplasti sono derivati terpenici

TRASPORTATORI DI ELETTRONI

1) hanno una testa idrofila (fosfato + alcol) I FOSFOGLICERIDI (LIPIDI DI

carica o polare MEMBRANA) che sono lipidi derivano dai terpeni e hanno un nucleo

strutturali e sono polari caratteristico a 4 anelli fusi

STRUTTURA

2) hanno 2 code idrofobe CARATTERISTICA FONDAMENTALE

3) questa struttura è cio che permette colesterolo fondamentale negli animali

2) GLI STEROLI

loro di formare spontaneamente il doppio

strato lipidico delle membrane l'equivalente nelle piante. si trovano liberi

I LIPIDI nelle membrane e contribuiscono alla loro

ESEMPI

nei cloroplasti i lipidi spesso non hanno stabilità e rigidità

fitosteroli

fosfato ma hanno uno zucchero

(galattosio) legato direttamente al

glicerolo. sono i GALATTOLIPIDI NOTA SUI VEGETALI ormoni

se metti i lipidi in acqua, le molecole

d'acqua devono ordinarsi intorno alle code sono i componenti chiave dei lipidi

idrofobiche formando gabbie. questo è saponificabili

COSA SONO

energicamente sfavorevole IL PROBLEMA sono acidi monocarbossilici con una lunga

i lipidi si raggruppano nascondendo le code catena idrocarburica

CHIMICA

e esponendo solo le teste polari. questo

libera le molecole di acqua aumentando il

disordine e l'entropia testa: gruppo carbossilico COO-. è polare e

LA SOLUZIONE idrofilo

PERCHE' SI FORMANO LE MEMBRANE? STRUTTURA GENERALE ANFIPATICITA'

sferiche e si formano se la molecola è 'a coda: catena alifatica. è apolare e idrofobo

cuneo', cioè testa grande, una sola coda,

come gli acidi grassi liberi MICELLE LUNGHEZZA tipicamente da 4 a 36 carboni.

foglio piano. si forma se la molecola è la catena non ha doppi legami. è satura di

cilindrica (testa grande, 2 code, come i idrogeno. la catena è lineare e flessibile

come son fatti?

fosfolipidi). questa è la struttura base di LE STRUTTURE

tutte le membrane biologiche DOPPIO STRATO ACIDI GRASSI SATURI 18 0 acido stearico

ESEMPI

un doppio strato chiuso su se stesso a

formare una sfera cava LIPOSOMA 16 0 acido palmitico

la catena contiene uno o piu doppi legami

C--C

come sono fatti?

sono esteri ma non c'è glicerolo in natura i doppi legami sono quasi sempre

STRUTTURA

1) un acido grasso a catena molto lunga da cis. questo crea un gomito rigido nella

14-35C catena, piegandola

CONFIGURAZIONE CIS

sono formate da TIPI ACIDI GRASSI INSATURI TIPI DI CONFIGURAZIONI

2) un alcol a catena molto lunga 16-30C CONFIGURAZIONE TRANS sono rari in natura, la catena rimane dritta

hanno punti di fusione molto alti 60-100°C 18 1 (Acido Oleico): 1 doppio legame.

PROPRIETA'

sono solidi e duri e estremamente ESEMPI

LE CERE

idrorepellenti 8 2 (Acido Linoleico): 2 doppi legami.

principale riserva di energia nel plancton le piante sanno inserire doppi legami in

marino 1) ENERGETICA posizioni che gli animali non possono

raggiungere. per questo acidi come il

linoleico sono essenziali per l'uomo e

animali: rendono impermeabili peli, penne e FUNZIONI devono essere assunti con la dieta vegetale

ACIDI GRASSI ESSENZIALI

pelle diminuisce drasticamente all'aumentare

piante: formano la cuticola sulle foglie. 2) PROTEZIONE della lunghezza della catena. gli acidi grassi

questo strato lucido impedisce a catena lunga sono praticamente insolubili

evaporazione eccessiva e protegge da in acqua

parassiti 1) SOLUBILITA' le catene lineari si possono impacchettare

strettamente in cristalli ordinati,

massimizzando le interazioni di van der

walls.

PROPRIETA' FISICHE ACIDI GRASSI SATURI serve molta energia per separarle = alto

punto di fusione, quindi sono solidi e cerosi

a temp ambiente

2) PUNTO DI FUSIONE i doppi legami cis creano gomiti che

3) GLI ACIDI GRASSI impediscono alle molecole di avvicinarsi e

impacchettarsi ordinatamente. le

interazioni sono deboli, basso punto di

fusione. liquidi e oleosi a temp ambiente

ACIDI GRASSI INSATURI

negli animali la biosintesi avviene nel

citosol, nelle piante avviene nei PLASTIDI

(cloroplasti)

SEDE

BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI NELLE è un processo di assemblaggio modulare.

PIANTE 1) si parte dall'acetl coa

MECCANISMO 2) l'acetil-coa viene attivato a malonyl-coa

3) un complesso enzimatico aggiunge unità

di 2 carboni C alla volta, allungando la

catena

gli acilgliceroli sono esteri formati

dall'unione di acidi grassi con il glicerolo

DEFINIZIONE un alcol a 3 carboni C, ciascuno portante

un gruppo ossidrile OH. è una molecola

solubile e polare

1) glicerolo

REAGENTI lunghe catene idrocarburiche con un

gruppo carbossilico COOH terminale

2) acidi grassi esterificazione = reazione di condensazione

il gruppo OH del glicerolo reagisce con il

COOH dell'acido grasso

IL PROCESSO si vede l'avvicinamento dei gruppi

funzionali e la rimozione di una molecola

d'acqua. l'H viene dall'alcol e l'OH dall'acido

L'EVENTO CHIAVE

MECCANISMO DI ESTERIFICAZIONE si forma un legame estere: O-CO

con 1 acido grasso -->monoacilglicerolo

IL RISULTATO con 2 acidi grassi-->diacilglicerolo

con 3 -->triacilglicerolo

ogni legame estere formato costa una

molecola di acqua

NOTA è una molecola di glicerolo esterificata con

GLI ACILGLICEROLI 3 acidi grassi che possno essere uguali o

diversi tra loro

DEFINIZIONE poichè tutti i gruppi OH polari del glicerolo

e i gruppi COOH degli acidi grassi sono

impegnati nel legame estere, la molecola i trigliceridi sono quindi apolari e

risultante perde la sua polarità fortemente idrofobilche e insolubili in acqua

PROPRIETA' CHIMICO-FISICHE quindi?

sono la principale forma di riserva

energetica si accumulano come gocce oleose nel

citosol degli adipociti (tessuto adiposo).

sono una riserva anidra (senza acqua)

quindi molto concentrata

NEGLI ANIMALI

FUNZIONE BIOLOGICA si accumulano nei semi come riserva per la

germinazione nelle cellule vegetali i trigliceridi non sono

liberi ma racchiusi in organelli specifici

chiamati oleosomi. questi sono circondati

da 1 singolo strato di fosfolipidi che li

stabilizza nel citoplasma acquoso

NELLE PIANTE OLEOSOMI i grassi sono piu leggeri e contengono piu

del doppio dell'energia per grammo

rispetto all'amido. per questo sono ideali

per semi piccoli che devono essere dispersi

dal vento o da animali

VANTAGGIO

I TRIGLICERIDI (TRIACILGLICEROLI) che

sono lipidi di riserva e sono neutri i 3 acidi grassi legati al glicerolo sono

identici. sono rari in natura

SEMPLICI

SEMPLICI VS MISTI i 3 acidi grassi sono diversi tra loro. questa

è la norma nei grassi naturali

MISTI

per ogni molecola di triacilglicerolo

formata, vengono rilasciate 3 molecole di

acqua

RIASSUNTI TRIGLICERIDI sono ricchi di acidi grassi insaturi. i gomiti

delle catene impediscono

l'impacchettamento, quindi sono liquidi a

temp ambiente

OLI VEGETALI (OLIVA, MAIS)

GRASSI ANIMALI sono ricchi di grassi saturi quindi son solidi

1) STATO FISICO OLI VS GRASSI processo industriale per trasformare gli oli

liquidi in grassi solidi (margarine) rompendo

i doppi legami (saturazione)

IDROGENAZIONE

i lipidi esposti all'ossigeno si degradano.

l'ossigeno attacca i doppi legami,

spezzando le catene e producendo aldeidi e

acidi corti volatili che causano cattivo

odore

2) IRRANCIDIMENTO (idrolisi chimica)

PROPRIETA' CHIMICHE E FISICHE se trattati con basi forti come NAOH o KOH

a caldo, i legami estere si rompono. si

libera glicersolo e si formano i sali degli

acidi grassi, cioè i SAPONI.

3) SAPONIFICAZIONE sono anfifilici e formano micelle che

intrappolano lo sporco grasso rendendolo

lavabile via con acqua

COSA SONO I SAPONI

nelle cellule i grassi non vengono

saponificati ma idrolizzati da enzimi

chiamati LIPASI. questo avviene durante la

germinazione dei semi o nel tessuto

adiposo per rilasciare acidi grassi per avere

energia

4) IDROLISI ENZIMATICA (lipasi)

non sono semplici sacchetti ma sono

strutture attive e complesse separano interno ed esterno e creano

organelli (mitocondri e nucleo)

1) CONFINE E COMPARTIMENTAZIONE il doppio strato lipidico è impermeabile a

ioni e molecole polari, le proteine decidono

cosa passa

2) PERMEABILITA' SELETTIVA

FUNZIONI forniscono una superficie 2D per gli enzimi,

aumentando la probabilità di collisione e

l'efficienza

3) ORGANIZZAZIONE es. ctena di trasporto elettroni

4) COMUNICAZIONE contengono recettori per segnali esterni

passaggio diretto attraverso i lipidi (solo

per gas e molecole idrofobe), nessuna circa 40-50%

proteina 1) DIFFUSIONE SEMPLICE fosfolipidi, steroli (colesterolo negli animali

passiva. e sitosterolo nelle piante)

LIPIDI

avviene tramite proteine, secondo gli steroli regolano la fluidità di membrana

gradiente di concentrazione. non consuma

energia circa 50%

2) DIFFUSIONE FACILITATA FUNZIONI E MODELLO

sono tunnel che si aprono e chiudono. COMPOSIZIONE PROTEINE pompe

molto veloci CANALI svolgono funzioni attive: canali

legano la molecola, cambiano forma e la

rilasciano dall'altra parte. sono piu lenti enzimi

dei canali CARRIER/TRASPORTATORI sono legati a lipidi o proteine solo sul lato

avviene contro gradiente. richiede energia sterno

CARBOIDRATI

usa direttamente l'idrolisi dell'atp. le proteine galleggiano nel mare di lipidi

es.pompe protoniche PRIMARIO come tessere di un mosaico

MOSAICO

sfrutta l'energia di un gradiente già

le 2 molecole vanno nella stessa direzione SIMPORTO i lipidi e le proteine non sono fissi, ma

esistente (di solito ioni H+) per trascinare STRUTTURA DELLA MEMBRANA possono muoversi lateralmente (diffusione

un altra molecola. SECONDARIO 3) TRASPORTO ATTIVO laterale).

le 2 molecole vanno in direzioni opposte ANTIPORTO FLUIDO la fluidità dipende da quanto sono insaturi