La logica molecolare della vita

Lezioni di Biochimica
Docente: Angela Risso, dip di Biologia e Protezione delle Piante
Università di Udine, via delle Scienze 91, tel 0432 558789
Fax 0432 558784
[email protected]
Libri di testo consigliati:
Stefani e Taddei Chimica, Biochimica e Biologia Applicata,
ed. Zanichelli euro 36
Nelson e Cox, Introduzione alla Biochimica di Lehninger
Ed Zanichelli euro 47
Sackheim-Lehman, Chimica per le Scienze Biomediche
EdiSES
Schema di lezione
• Introduzione alla biochimica
• Definizione di massa: legge di conservazione della massa e
dell’energia.
• Unità di misura.
• Stati di aggregazione della materia.
• Densità.
• Elementi chimici.
• Struttura dell’atomo.
• Parametri che definiscono gli atomi
• La tavola periodica degli elementi
• I legami chimici
• L’atomo del carbonio.
Distinzione tra organismo vivente e
oggetto inanimato
• Grado di complessità chimica e
organizzazione
• Capacità di autoreplicarsi e autocostruirsi
• Capacità di ottenere l’energia
dall’ambiente, in forma di sostanze
chimiche o di luce solare, e di trasformarla
La logica molecolare della vita
Le somiglianze chimiche tra i vari
esseri viventi
La biochimica cerca di spiegare la
vita in termini chimici comuni
• La biochimica descrive
in termini molecolari le
strutture, i meccanismi
e i processi chimici che
sono condivisi da tutti
gli organismi viventi,
fornendo una serie di
principi organizzativi
che rappresentano la
logica molecolare della
vita
Struttura della cellula
Nucleo
Golgi
Mitocondrio
Gerarchie organizzative nella
cellula
La doppia elica del DNA
• Le molecole che
compongono le strutture della
cellula sono carboidrati, lipidi,
e proteine,oltre all’acqua e ai
sali minerali.
• Le proteine sono codificate
dal DNA.
• L’anatomia molecolare e la
biochimica dimostrano la
sostanziale unità degli esseri
viventi e rivelano le relazioni
evoluzionistiche
Classificazione degli organismi in base alla loro
fonte di energia
Definizione di massa e composizione della materia
La massa di un corpo corrisponde alla quantità di materia di un corpo e
rappresenta la resistenza di quel corpo all’accelerazione .
Non bisogna confondere la massa di un corpo con il suo peso.
Elemento è una sostanza formata da particelle elementari e non può essere
scomposto chimicamente in altre più semplici.
Composto è una sostanza che può essere decomposta chimicamente in altre più
semplici.
Le miscele sono sostanze composte da più elementi o composti e possono essere
omogenee ( monofasiche) o eterogenee ( più fasi). Si possono decompore nei loro
componenti con metodi fisici.
Ricapitolazione sulle unità di
misura
• Le unità fondamentali nel
Sistema Internazionale di
Unità sono metro, per la
lunghezza, il
chilogrammo o il grammo
per la massa e il secondo
per il tempo. Non bisogna
confondere il peso con la
massa, anche se nel
linguaggio corrente si
usano i due termini
indifferentemente.
Prefissi usati nel Sistema
Internazionale delle Unità
10 esp 9 giga G
10 esp 6 mega M
10 esp 3 kilo k
10 esp 2 :etto
10 esp-2: centi
10esp -3: milli
10 esp-6: micro
10 esp-9: nano
10 esp -12:pico
10 esp -15: femto
Stati di aggregazione della
materia
Dipendono dalle forze di coesione tra le particelle di una
sostanza.
Variazioni di pressione o di temperatura determinano dei
cambiamenti di stato.
Struttura dell’atomo
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Protoni: hanno una carica positiva
Neutroni: non hanno carica elettrica
Elettroni: hanno una carica negativa.
La massa dei protoni e dei neutroni è pari
a una UMA (Unità di Massa Atonica), che
corrisponde circa a 1,6x10-24 grammi
Gli elettroni hanno una massa pari a
1/1837 UMA.
Isotopi: sono atomi di uno stesso
elemento, con ugual numero atomico e
diverso numero di massa (a causa del
diverso numero di neutroni)
Parametri che definiscono gli atomi
• Massa Atomica:in chimica si definisce la massa
relativa, cioè la massa di ciascun atomo
rapportata a quella di un atomo di riferimento,
che può essere il carbonio (12 UMA) o
l’idrogeno (1 UMA).
• Numero atomico: è il numero di protoni presente
nel nucleo
• Numero di massa: è dato dal totale del numero
di protoni e di neutroni presenti nel nucleo.
Legame chimico
Esistono sostanzialmente due tipi di legame chimico: ionico e
covalente.
Struttura dell’atomo di carbonio
Geometria dei legami del carbonio 1
Geometria dei legami del carbonio
2
Un atomo di carbonio asimmetrico:
centro chirale
Gruppi funzionali che si incontrano
nelle biomolecole