La base delle biomolecole

CARBONIO,IDROGENO E OSSIGENO

La base delle biomolecole Manuela D'Isanto 2^ACH

GLI ESSERI VIVENTI E LE BIOMOLECOLE

Per distinguere ciò che è vivo da ciò che non lo è bisogna tenere conto delle seguenti caratteristiche:

• costituiti da cellule
• struttura organizzata
• autoregolazione
• reazione agli stimoli
• riproduzione
• energia esterna (cibo)
• crescita e sviluppo
• evoluzione

LE SOSTANZE INDISPENSABILI PER LA VITA

Lo sviluppo delle prime forme di vita sulla Terra è stato possibile grazie alla prersenza di acqua

L'acqua possiede caratteristiche che la rendono indispensabile per i viventi

proprietà

LA STRUTTURA CHIMICA

H2O

Un legame tra un atomo H+ e un O- di un'altra molecola è detto LEGAME A IDROGENO

legame covalente

estremità H2=+ estremità 0= - MOLECOLA POLARE

Nell'acqua troviamo le forze di coesione e la forza di adesione

I COMPOSTI ORGANICI

azoto

K 3%

H 9,5%

Il 96% della materia vivente è composta da 4 tipi di atomi:

idrogeno

O 65%

C 18,5%

ossigeno

LE CARATTERISTICHE DEL CAROBONIO

carbonio

-quattro elettroni di valenza -formare legami covalenti singoli,doppi o tripli -catene carboniose stabili

H + C= IDROCARBURI

GLI ISOMERI

Catena lineare

Ad anello

composti aventi gli stessi atomi ma con diversa disposizione nello spazio

Catena ramificata

I GRUPPI FUNZIONALI

I POLIMERI

Nei composti oranici vi distinguiamo le molecole più piccole e le macromolecole

POLIMERI

composti da monomeri

per condensazione

per idrolisi

D I V I S I O N E

U N I O N E

si libera acqua

si deve aggiungere acqua

I CARBOIDRATI

I carboidrati,glucidi o zuccheri,sono composti contenenti carbonio,idrogeno e ossigeno.

LA LORO FORMULA GENERALE è CnH2nOn

-I MONOSACCARIDI

• triosi (3C)
• tetrosi (4C)
• pentosi (5C)
• esosi (6C)

sono costituiti da una catena di 3-7 atomi di carbonio con due o più gruppi ossidrilici (OH) e in gruppo carbonilico (O=C)

ribosio

C5H10O5

glucosio e fruttosio

C6H12O6

-due isomeri strutturali

-I DISACCARIDI

• saccarosio
• maltosio
• lattosio

sono costituiti dall'unione di due monosaccaridi tramite un legame glicosidico (reazione di condensazione)

glucosio + galattosio

PERCHè POSSO ESSERE INTOLLERANTE AL LATTOSIO?

Il nostro corpo per digerire i carboidrati li riduce in glucosio.Nel nostro corpo abbiamo una proteina detta lattasi,in grado di tagliare il galattosio;quando non se ne produce abbastanza o non se ne produce proprio,il soggetto è intollerante al lattosio.

SACCAROSIO

H2O

C6H12O6

C6H12O6

C12H22O11

-GLI OLIGOSACCARIDI

sono costituiti dall'unione di molte molecole di monosaccaridi

• trisaccaridi
• tetrasaccaridi

• amido
• cellulosa
• glicogeno
• chitina

- I POLISACCARIDI

sono polimeri formati di monosaccaridi

LA LORO FORMULA GENERALE è: (C6H10O5)n dove la formula è quella del glucosio - una molecola di H2O e n è il numero di volte che si ripete lunità.

CELLULOSA GLICOGENO

I LIPIDI

TRIGLICERIDI o GRASSI

I lipidi sono incapaci a sciogliersi in acqua:SONO IDORFOBICI

FOSFOLIPIDI

STEROIDI

CERE

I TRIGLICERIDI

glicerolo=un alcol e tre atomi di carbonio catene di acidi carbossilici=acidi grassi

ottima riserva energetica,metabolizzazione molto più lunga degli zuccheri

I FOSFOLIPIDI

GLI STEROIDI

4 strutture ad anello con gruppi metilici

• colesterolo
• ormoni steroidei
• fermoni

estrogeni e testosterone

LE CERE

un acido grasso e un alcol (gruppo ossidirilico) -limitano la perdita di acqua

LE PROTEINE

composte da catene pepdiche di amminoacidi

ogni amminoacido è composto da

catena laterale variabile

un gruppo carbossillico

un gruppo amminico

un atomo di carbonio

un atomo di idrogeno

gli amminoacidi sono legati tra loro tramite legami peptidici

una reazione di condensazione tra NH2 di un amminoacido e COOH di un altro amminoacido

LE PROTEINE NEL CORPO UMANO

GLI ENZIMI funzione regolativa

EMOGLOBINA e LIPOPRPOTEINE funzione di trasporto

ALBUMINA e CASEINA funzione di riserva

FATTORI DI COAGULAZIONE e ANTICORPI funzione protettiva

ORMONI funzione regolativa

COLLAGENE e CHERATINA funzione strutturale

ACTINA e MIOSINA funzione di contrattilità

GLI ACIDI NUCLEICI

Le istruzioni per costruire le proteine sono contenute nel DNA. Queste informazioni sono trasformate in sequenze di RNA,dopodichè in sequenze di amminoacidi

DNA e RNA,nonchè gli acidi nucleici sono polimeri composti da nucleotidi composti da

gruppo fosfato

uno zucchero pentoso

base azotata

i nucleotidi si uniscono tramite reazioni di condensazione

ribosio

deossiribosio

RNA

DNA

Le basi azotate possono avere due strutture chimiche

DNA RNA

-due catene polinucleotidiche -doppia elica

-catena di nucleotidi -geometria variabile

PIRIMIDINA

PURINA

ADENINA

GUANINA

CITOSINA

URACILE

TIMINA

Con 2 legami a idrogeno l'adendina si lega alla timina,la citosina con 3 legami a idrogeno si lega alla guanina.Le basi azotate del DNA sono fra loro complementari

OGNI ESSERE VIVENTE è COSTITUITO DA CELLULE

La prima osservazione sulle cellule è stata opera di Hooke (1674) dall'osservazione del sughero

TEORIA CELLULARE (1858)

• presenti in ogni vivente
• unità funzionale/strutturale
• derivazione da cellule preesistenti

sughero al microscopio.

eucariote

procariote

LA CAPILLARITà TENSIONE SUPERFICIALE DENSITà CALORE SPECIFICO POTERE SOLVENTE

Adesione e coesione

le molecole sono attratte dalle molecole sottostanti e non dall'aria che non è polare.

m/V

elevato calore specifico e di evaporazione

ruolo di solvente nelle soluzioni

La forma di una proteina è dettata da legami deboli e non stabili.Un cambiamento di forma irreversibile di una proteina è detta denaturazione e ne comprta la perdita delle proprietà

livello macroscopico

livello microscopico

Il mondo dei viventi si divide in livelli gerarchici

1)CELLULE 2)TESSUTI 3)ORGANI 4)SISTEMI E APPARATI 5)ORGANISMI

6)POPOLAZIONI 7)COMUNITà 8)ECOSISTEMI 9)BIOSFERA

L'interazione tra gli organismi (fattori biotici) e le condizioni fisico-chimiche (fattori abiotici) che sussistono in un ambiente

ISOMERI STRUTTURALI

I primi 4 idrocarburi sono in fase gassosa

propano

metano

C3H8

butano

CH4

C4H10

etano

C2H6

FORMULA GENERALE CnH2n+2

Nell'acqua allo stato liquido una piccola percentuale di molecole tende a dissociarsi in ioni: H+eOH-

In base alla percentuale di presenza di ioni H+ e OH- una sostanza si può dire acida,basica o neutra

H+>OH-

H+<OH-

H+=OH-

GRASSI SATURI

gli acidi grassi con il massimo numero di idrogeno,di conseguenza carbonio e idrogeno stilano legami covalenti semplici

GRASSI INSATURI

gli acidi grassi non hanno il massimo numero di idrogeno,di conseguenza carbonio e idrogeno stilano legami covalenti doppi