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I CARBOIDRATI, GLI AMMINOACIDI, IL METABOLISMO CELLULARE, LE PROTEINE, LE…
I CARBOIDRATI
I carboidrati sono biomolecole costituite da due o più gruppi ossidrile(-OH) ed un gruppo aldeidico (-CHO) ho un gruppo chetonico.
Sono composti organici costituiti da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno e sono importanti per il loro ruolo di riserva energetica.
Sono classificati in monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi in base alla loro struttura:
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GLI AMMINOACIDI
gli aminoacidi rappresentano i monomeri dei peptidi e delle proteine, polimeri in cui è presente il legame peptidico.
funzioni biologiche:
-neurotrasmettitori che regolano le funzioni del sistema nervoso;
-sono importanti come mediatori dell’infiammazione;
-ormoni.
Gli aminoacidi che costituiscono le proteine sono 20 di cui otto detti essenziali in quanto l’organismo non è in grado di sintetizzarli e devono essere assunti con gli alimenti.
gli amminoacidi sono composti bifunzionali, cioè contenenti due gruppi funzionali: il gruppo carbossilico(-COOH) e il gruppo amminico(-NH2).
Questi possono essere legati allo stesso atomo di carbonio, negli α-aminoacidi oppure a due atomi di carbonio diversi,β-aminoacidi
si rappresentano con una formula generale definita da un atomo di carbonio centrale a cui sono legati un atomo di idrogeno, un gruppo amminico-NH2, un gruppo carbossilici-COOH e un gruppo radicale R.
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L’atomo di carbonio α, essendo legato a quattro gruppi atomici diversi, uno stereo centro
Tutti gli α-aminoacidi sono molecole chirali che si presentano sottoforma di due enantiomeri ovvero molecole che sono l’una l’immagine speculare dell’altra e non sono sovrapponibili.
Il tipo di configurazione è determinato dalla posizione del gruppo amminico-NH2 che, se si trova a destra, indica la configurazione D, se si trova a sinistra, indica la configurazione L.
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Negli aminoacidi si verifica una reazione intramolecolare acido base: il gruppo carbossilici comportandosi da acido cede uno ione idrogeno H+ al gruppo amminico che, comportandosi da base, lo accetta trasformandosi nello ione -NH3+.
Si forma così uno ione dipolare, ovvero uno ione con cariche opposte che si trovano su due gruppi funzionali diversi
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IL METABOLISMO CELLULARE
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Uno dei principali protagonisti del metabolismo energetico cellulare è la molecola di ATP come molecola trasportatrice attivata: l’ATP incamera l’energia liberata nel corso delle reazioni e la cede per permettere lo svolgimento di reazioni endoergoniche.
le deidrogenasi catalizzano l’ossidazione di centinaia di composti operando con specifici co enzimi chiamati NAD, NADP e FAD.
-Il NAD e NADP sono coenzimi costituiti da due nucleotidi. Il NAD deriva dalla niacina sintetizzata a partire dall’amminoacido triptofano.
Il NAD opera nelle reazioni cataboliche mentre il NAD P ha un ruolo in molte reazioni anaboliche e nella protezione dei radicali liberi. Entrambi possono esistere in forma ossidata e forma ridotta.
Quando in una via metabolica una molecola di substrato si ossida perdendo due atomi di idrogeno, la forma ossidata del coenzima (NAD+) può accettare un protone e due elettroni e trasformarsi nella forma ridotta(NADH).
-Il FAD è il coenzima tipico delle flavoproteina. Si presenta in due forme: ossidata(FAD) e ridotta(FADH2), è coinvolto nelle reazioni cataboliche dell’ossidazione del glucosio e deriva dalla riboflavina.
L’ATP è un nucleotide formato da tre componenti: uno zucchero pentoso, una base azotata e uno o più gruppi fosfato.
LE PROTEINE
Il legame peptidico è un legame covalente che si forma tra due aminoacidi uguali o diversi e porta alla formazione dei peptidi e delle proteine.
I peptidi sono biopolimeri distinti in oligopeptidi e polipeptidi.
le proteine sono biopolimeri formati da catene di più di 80 aminoacidi
Il legame peptidico tra due aminoacidi si stabilisce tra il carbonio del gruppo carbossilico di un amminoacido e l’azoto del gruppo amminico di un secondo amminoacido e si forma mediante una reazione di condensazione con eliminazione di una molecola d’acqua.
tra due aminoacidi di un peptide o di una proteina, oltre al legame peptidico, si può formare anche un secondo tipo di legame covalente, il legame disolfuro ovvero un legame covalente singolo tra due atomi di zolfo(S-S) che si stabilisce tra i due gruppi
-SH delle catene laterali di due unità di
cisteina.
Le proteine sono biopolimeri formati da molti amminoacidi uniti tra loro da legami peptidici e sono suddivise in:
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Proteine coniugate, costituite da amminoacidi e da un gruppo prostatico che può essere un lipide, un glicide,un acido nucleico oppure un gruppo metallico.
A seconda della funzione biologica, si possono distinguere nelle seguenti classi:
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-Proteine catalitiche, come gli enzimi che regolano le reazioni chimiche nelle cellule
-Proteine contrattili e di movimento che permettono la contrazione delle cellule muscolari e il movimento delle ciglia e dei flagelli
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In base alla forma, le proteine sono divise in:
Proteine fibrose formate da due o tre catene polipeptidiche disposte le une accanto alle altre e legate tra di loro da legami disolfuro.
Proteine globulari, formate da catene polipeptidi ripiegate su se stesse in strutture compatte.
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LE AMMIDI
Le ammidi sono derivati degli acidi carbossilici, nei quali il gruppo ossidrile — OH è stato sostituito dal gruppo —NH2, -NHR
o -NR2
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Nelle ammidi l’atomo di ossigeno è molto più elettronegativo del carbonio e gli elettroni di legame sono spostati sull’ossigeno.
Il carbonio assume così una parziale carica positiva. In questa condizione l’atomo di azoto è poco disponibile a reagire con agenti elettrofila, per cui gli amidi hanno un comportamento neutro.
LE AMMINE
le ammine sono composti organici che si possono considerare derivati dell’ammoniaca, per sostituzione di uno o più atomi di idrogeno con uno o più gruppi alchilici.
il gruppo funzionale amminico è costituito da un atomo di azoto legato a un gruppo alchilico o arilico e da due atomi di idrogeno che possono essere sostituiti, uno o entrambi, da gruppi alchilici o arilici.
le ammine sono distinte in alifatiche e aromatiche a seconda che l’atomo di azoto sia legato a un gruppo alchilico o un gruppo arilico.
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LE REAZIONI
L’alchilazione dell’ammoniaca è una reazione di sostituzione nucleofilo tra un alogenuro alchilico primario e ammoniaca: i prodotti della reazione sono una mina primaria e un acido alogenidrico.
La riduzione delle amidi primarie, secondarie e terziarie in presenza di un riducente porta rispettivamente alla formazione di ammine primarie, secondari e terziarie.
IL CATABOLISMO AEROBICO
In condizioni aerobiche, per tutti gli organismi la glicolisi è solo la prima fase dell’ossidazione del glucosio. In presenza di ossigeno il piruvato prodotto dalla glicolisi viene ulteriormente ossidato a CO₂ e H₂O; questa fase aerobica costituisce la respirazione cellulare.
La respirazione cellulare avviene nei mitocondri, organuli avvolti da una doppia membrana:
• la membrana mitocondriale esterna è liscia e permeabile a piccole molecole e a ioni che si muovono liberamente attraverso i canali transmembrana formati da proteine chiamate porine;
• la membrana mitocondriale interna, estesa e ripiegata a formare le creste, è invece impermeabile alle molecole di piccole dimensioni e agli ioni.
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I LIPIDI
I lipidi sono una vasta classe di composti che presentano la caratteristica di essere insolubili in acqua e solubili insolventi organici apolari
Sono costituiti da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno e si possono suddividere in due gruppi
i lipidi saponificabili ovvero i trigliceridi, i fosfolipidi e i glicolipidi le cui molecole contengono acidi grassi e quindi soluzioni basica formano i sali corrispondenti;
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I FOSFOLIPIDI
I fosfolipidi sono costituiti da una molecola di glicerolo o di sfingosina, da una testa polare e da una coda a polare.
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I GLICOLIPIDI
sono costituiti da una molecola di sfingosina legata ad un acido grasso e un monosaccaride o oligosaccaride
sono molecole anfipatiche perchè costituiti da una testa polare idrofila e due code apolari idrofobiche
in base al tipo di carboidrato,monosaccaride o oligosaccaride sono distinti in
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i lipidi non saponificabili sono gli steroidi e le vitamine liposolubili che non contengono acidi grassi e quindi non formano i sali corrispondenti
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rappresentano la principale forma di riserva energetica per gli organismi viventi ma hanno anche l’importante ruolo strutturale della membrana cellulare
