Cenni Chimici sulle Macromolecole Biologiche: Proteine, Acidi Nucleici, Lipidi, Appunti di Biochimica

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CENNI CHIMICI

SULLE

MACROMOLECOLE

DI INTERESSE

BIOLOGICO

MACROMOLECOLE

Tutte le cellule sono costituite da quattro componenti chimici:

• PROTEINE
• ACIDI NUCLEICI
• LIPIDI
• POLISACCARIDI

Le macromolecole nella cellula sono immerse in acqua, componente principale

Il carbonio è l’elemento principale di tutte le macromolecole. Esso è in

grado di legarsi a se stesso e ad altri elementi formando strutture di grandi

dimensioni. Alcune di queste combinazioni chimiche sono ricorrenti nei

composti organici e sono detti “gruppi funzionali”.

Ogni gruppo funzionale possiede proprietà chimiche specifiche che ne

determina il ruolo biologico nella cellula.

Acidi nucleici: polimeri costituiti da subunità

dette nucleotidi. Possono essere di due tipi: DNA (acido deossiribonucleico) e RNA (acido ribonucleico). Ruolo di conservazione e trasmissione dell’informazione genetica

Lipidi: hanno proprietà idrofobiche e rivestono

un ruolo fondamentale sia nella struttura della membrana sia come deposito del carbonio in eccesso

Polisaccaridi (carboidrati - zuccheri):

polimeri costituiti da subunità semplici dette monosaccaridi. Ruolo strutturale nella parete e come deposito di carbonio in eccesso

Proteine: polimeri costituiti da subunità

monomeriche dette aminoacidi; presenti ovunque nella cellula: ruolo strutturale ed enzimatico

I monosaccaridi, di formula generica Cn(H2O)n, si possono distinguere in base al numero di atomi di carbonio ed in base al gruppo funzionale aldeidico (aldosi) o chetonico (chetosi)

Gli zuccheri C 5 (pentosi) sono componenti strutturali degli acidi nucleici

Gli zuccheri C6 (esosi) sono costituenti dei polimeri della parete cellulare e hanno importanza come riserva energetica

Es: glucosio

in base al n° di atomi di C:

in base al gruppo funzionale:

Il legame glicosidico unisce diverse subunità monomeriche (monosaccaridi):

C1 C

I polisaccaridi possono anche legarsi ad altre classi di

macromolecole, come proteine e lipidi, per formare zuccheri

complessi come le:

GLICOPROTEINE E I GLICOLIPIDI

Costituenti delle membrane cellulari rivolti verso l’ambiente extracellulare con funzione di recettori di superficie

LIPIDI

Gli ACIDI GRASSI sono i

principali costituenti dei lipidi; essi

contengono regioni idrofobiche

(idrorepellenti) e idrofiliche

(idrosolubili) e sono quindi definiti

anfipatici

I LIPIDI SEMPLICI sono

costituiti da acidi grassi legati ad

un alcol (glicerolo); sono detti

anche trigliceridi poiché le

molecole di acido grasso legate

ad una molecola di glicerolo

sono tre

ACIDI NUCLEICI

Gli acidi nucleici sono l’acido

deossiribonucleico (DNA), che contiene

le informazioni genetiche della cellula,

e l’acido ribonucleico (RNA), che

agisce da intermediario nel convertire

tali informazioni in catene aminoacidiche che concorrono alla

formazione di proteine.

Gli acidi nucleici sono macromolecole

costituite da subunità monomeriche dette NUCLEOTIDI

NUCLEOTIDI

Un nucleotide è composto da tre parti:

• uno zucchero a 5 atomi di carbonio (ribosio in RNA e deossiribosio in DNA)
• una base azotata
• uno e più gruppi fosfato (PO 4 3-)

Esempio di ribonucleotide Il deossiribosio ha H invece di OH legato al C 2

-adenina -guanina -timina -citosina -uracile

Nucleoside

zucchero+ base azotata

UN IMPORTANTE NUCLEOTIDE: ATP

L’ADENOSINTRIFOSFATO (ATP) E’ UNA SORGENTE DI

ENERGIA CHIMICA. LA ROTTURA DI UN LEGAME FOSFATO

RILASCIA ENERGIA CHE SARA’ A DISPOSIZIONE DELLE REAZIONI CELLULARI

DNA

Nel DNA e RNA i nucleotidi sono legati covalentemente (attraverso legami fosfato) tra il C 3 di uno zucchero e il C 5 di un altro zucchero

RNA

Gli acidi ribonucleici sono molecole a singolo filamento, tuttavia sono in grado di ripiegarsi su se stesse in corrispondenza di regioni dove sia possibile un appaiamento tra basi complementari

La successione (sequenza) dei nucleotidi individua la struttura primaria (sia in RNA che DNA)

L’appaiamento infra-filamento (RNA) e inter-filamento (DNA) tra basi complementari individuano la struttura secondaria

RUOLO DELL’RNA

• RNA messaggero (mRNA) contiene una copia

dell’informazione genetica del DNA, sotto forma di molecola

a singolo filamento la cui sequenza di basi è

complementare a quella del DNA.

• RNA transfert (tRNA) consente di tradurre l’informazione

genetica dal “linguaggio dei nucleotidi” al “linguaggio degli

aminoacidi”, costituenti fondamentali delle proteine.

• RNA ribosomali (rRNA) componenti dei ribosomi dove

avviene la sintesi proteica