Riserva di energia
Fonte di energia
Lipidi
Sostanze organiche molto eterogeneee
dal punto di vista chimico, caratterizzate
da dimensioni molecolari modeste,
insolubili in acqua ma solubili nei solventi
organici. Si distinguono in grassi e oli.
Funzione
strutturale:
membrane
biologiche
Ormoni
steroidei, ...
Protezione
termica,
meccanica,
elettrica
L’impacchettamento
degli acidi grassi
dipende dal loro
grado di saturazione
•Gli acidi grassi saturi nella forma completamente estesa si impacchettano con
una disposizione quasi cristallina (consistenza cerosa).
•La presenza di uno o più doppi legami cis interferisce con questa disposizione e
produce aggregati meno stabili (liquidi oleosi)
Steroli
Nucleo steroideo
planare e rigido.
Il principale è il
colesterolo.
Oltre alla
funzione
strutturale sono
precursori di
numerose
molecole come gli
ormoni steroidei e
gli acidi biliari.
COLESTEROLO
Vitamina D
Sono le strutture che delimitano i confini della cellula e degli organelli
intracellulari (negli eucarioti); esse mediano il traffico di molecole tra
l’interno e l’esterno della cellula e fra i vari organelli.
Caratteristiche delle membrane biologiche:
• hanno aspetto trilamellare
• sono asimmetriche
• sono strutture dinamiche
• sono impermeabili a molte sostanze
• possiedono sistemi di trasporto specifici
Proteine e lipidi sono liberi di spostarsi lateralmente nel piano del doppio strato, mentre i
movimenti da una faccia all’altra sono molto meno frequenti. I carboidrati sono sempre
disposti sulla membrana esterna e hanno funzione di riconoscimento
Fosfatidilcolina
I fosfolipidi sono i principali componenti strutturali delle membrane
cellulari in cui due strati di fosfolipidi si affacciano l’uno verso l’altro
La biosintesi degli acidi grassi avviene nel citosol a partire da unità di malonil CoA
a) quando la cellula possiede quantità sufficienti di combustibile metabolico o
b) quando la dieta è ricca di carboidrati e proteine e povera di grassi.
Carburante per
digiuno-cuorecervello.
NADPH!
via Malonil-CoA
o trigliceridi
3 acidi grassi legati
ad una molecola di
glicerolo mediante
legame estere
Non polari,
idrofobici, insolubili in
acqua
Presenti nella
cellula come gocce
nel citosol (in
particolare negli
adipociti)
Funzione di riserva
energetica
In alcuni animali
usati anche come
isolamento termico
L’assorbimento dei lipidi presenti nella dieta
I triacilgliceroli sono una
riserva molto efficiente di
energia, conservati nella
cellula sotto forma di
gocce di grasso. Sono
molecole altamente ridotte
e la loro completa
ossidazione produce più
del doppio dell’energia
prodotta dalla stessa
quantità in peso di
carboidrati o proteine.
MOBILIZZAZIONE DEI
TRIACILGLICEROLI CONSERVATI NEL
TESSUTO ADIPOSO
Triacilglicerolo lipasi-ormone sensibile
(glucagone - fegato ed epatociti)
(adrenalina – anche muscolo scheletrico)
Gli acidi grassi rilasciati in questa
reazione diffondono fuori dall’adipocita
nel sangue dove si legano alla proteina
serica albumina.
Legati a questa proteina solubile, gli
acidi grassi sono trasportati ai tessuti
(muscolo scheletrico, cuore e corteccia
surrenale).
Gli acidi grassi si dissociano
dall’albumina e diffondono nel citosol
della cellula in cui devono servire come
combustibile
La β-ossidazione degli acidi grassi
comprende 4 fasi:
1
1. Ossidazione (deidrogenazione)
2. Idratazione
2
3. Ossidazione
4. Tiolisi
3
Ad ogni ciclo, la molecola di acido
grasso viene accorciata di due
atomi di carbonio
generando Acetil-CoA (2C)
4
NUCLEOTIDI
e
ACIDI NUCLEICI
I nucleotidi posseggono una base azotata con
struttura che si rifà a quella delle molecole aromatiche
BASE AZOTATA + ZUCCHERO (RIBOSIO) = NUCLEOSIDE
NUCLEOSIDE + FOSFATO (o + FOSFATI) = NUCLEOTIDE
NUCLEOTIDI
I nucleotidi rappresentano la forma di
energia corrente che viene utilizzata
nelle attività metaboliche
I nucleotidi sono anche segnali chimici
I nucleotidi
sono i
componenti
strutturali di un certo numero di cofattori enzimatici
Nel benzene i doppi legami sono CONIUGATI
• Grande stabilità
• L’anello aromatico conferisce carattere idrofobico
Composti eterociclici
I composti eterociclici aromatici o alifatici, mostrano una
struttura ciclica in cui sono presenti uno o più atomi diversi
dal carbonio.
Sono presenti all’interno di alcune molecole naturali (basi
azotate, certi aminoacidi, vitamine).
mancante nel DNA
Legame N-glicosidico
• Componenti strutturali
degli acidi nucleici
• Trasportatori di energia
chimica (ATP…)
• Cofattori enzimatici
(NAD, FAD,..)
• Secondi messaggeri
(cAMP)
Regola di Charghaff
A=T
C=G
DNA
Il DNA è una molecola
particolarmente stabile
grazie a:
- Basi azotate
idrofobiche all’interno
che ne escludono il
contatto con l’acqua
- Legame idrogeno tra i
gruppi funzionali più
importanti
(complementarietà)
- Impilamento delle basi
- Interazioni
elettrostatiche della
superficie esterna con
cationi bivalenti (Mg++)
o istoni
Scoperta (risolta ai
raggi X) nel 1953 da
Crick – Watson - Wilkins
Solco
minore
Solco
maggiore
Vista assiale
(cioè dall’alto)
del
DNA
Si vede come le
basi azotate
seguono la
rotazione
elicoidale e si
impilano tra loro
(stacking)
Forme
date da
differente
impaccamento
del DNA:
A e B: differente
contenuto in
acqua,
A è + compatta
(schiacciata) di B
Forma Z:
data da regioni
ricche di coppie
C-G o G-C
Informazione genetica
trascrizione
DNA
--------------------
traduzione
RNA
-------------------
proteine
La sintesi delle proteine richiede un codice di traduzione delle triplette
delle varie combinazioni delle basi azotate in aminoacidi. Il ribosoma
scorre sull'm-RNA leggendo in sequenza le triplette, chiamate codoni, a
ciascuna delle quali corrisponde un aminoacido che verrà trasportato dai t-RNA
che contengono un anticodone, antiparallelo al codone dell'm-RNA
t-RNA della Phe
SPETTROSCOPIA UV-VIS
Adenosina 2’, 3’-monofosfato ciclico
Ribonucleasi A
His12, His119, Lys41
B: His12
A: His119
Le vitamine sono composti organici necessari per
le normali funzioni dell’organismo, ma che
l’organismo non è in grado di sintetizzare.
Vitamina A (retinolo)
FONTI: olio di fegato di pesce, uova,
latte, vegetali
FUNZIONE: visione (cofattore dei
recettori della retina);
accrescimento e differenziazione
degli epiteli (modalità ancora
sconosciute).
CARENZA: Xenoftalmia (secchezza
dell’occhio); cecità alla luce
crepuscolare; ritardo
nell’accrescimento.
Vitamina D (colecalciferolo,
ergocalciferolo)
FONTI: si forma nella pelle per fotolisi
del 7-deidrocolesterolo.
FUNZIONE: ormone che agisce a livello
di intestino, ossa, rene e pancreas per
mantenere la concentrazione fisiologica di
calcio e di fosfato nel sangue.
CARENZA: rachitismo nei bambini,
osteomalacia negli adulti (mancata
calcificazione delle ossa)
Vitamina E (α-tocoferolo)
FONTI: vegetali e oli vegetali
FUNZIONE: azione antiossidante
potenziata dal selenio in particolare
nei confronti dei lipidi della
membrana plasmatica.
CARENZA: sterilità, fragilità degli
eritrociti, anemia emolitica.
Vitamina K
(naftochinone/metachinone)
FONTI: vegetali, soprattutto cavoli
spinaci e pomodori.
AZIONE: essenziale per la
coagulazione.
CARENZA: carente fisiologicamente nel
neonato perché la placenta è
scarsamente permeabile a questa
vitamina.
ANTIVITAMINA K: analoghi
strutturali, come il dicumarolo,
attenuano il processo coagulativo
(trattamento di trombosi).
Vitamina C (acido ascorbico)
FONTI: frutta e verdura fresca in particolare agrumi, fragole, pomodori e kiwi.
FUNZIONE: cofattore della prolina ossidasi, necessaria per la corretta sintesi del
collagene; è coinvolto nel mantenimento dei tessuti e nella guarigione delle ferite.
Ha azione antiossidante ed è coinvolto nell’assorbimento del ferro.
CARENZA: scorbuto, che si manifesta come fragilità capillare, piorrea, ritardo di
cicatrizzazione.
Vitamine del complesso B:
Esplicano la loro azione solo dopo essere state trasformate nell’organismo nei
corrispondenti coenzimi. In caso di carenza di una di queste vitamine, le alterazioni
derivano dall’alterazione delle vie metaboliche nelle quali sono coinvolte.
Vitamina B
Fonti
Coenzima
Deficienza
Riboflavina (B2)
Ampiamente diffusa nel
regno animale e vegetale
Coenzimi flavinici: FMN e
FAD
Rara
Nicotinamide (PP)
Carne
NAD+ e NADP+
Pellagra (dermatite,
demenza e diarrea)
Tiamina (B1)
Piselli, fagioli, lenticchie,
lieviti
Tiamina pirofosfato
(cocarbossilasi)
Beri beri (malattia del
Acido pantotenico(B5)
Ubiquitario negli alimenti
naturali
Coenzima A
Non nota
Piridossina (B6)
Fegato, carne, cereali,
uova
Piridossal fosfato
Irritabilità, depressione
nervosa, anemia
Biotina
(co-carbossilasi)
Fegato, rene, tuorlo
d’uovo
Biotina (legata cov. ad una
Lys dell’enzima)
Proprietà dannose del
bianco d’uovo (avidina)
Acidi folici
Fegato, cereali, foglie
Acido tetraidrofolico,
accettore e donatore di
unità monocarboniose)
Anemia perniciosa
(ridotta maturazione degli
eritrociti)
Cobalamina (B12)
Sintetizzata dai
microrganismi, presente in
alimenti di origine animale
5’deossiadenosilcobalamina,
metilcobalamina
Anemia perniciosa,
anomalie del sistema
nervoso
sistema nervoso, riso brillato)
Co-Enzima A
Acido pantotenico : vitamina B5
NAD+ / NADH
NADP+ / NADPH
FAD / FADH2
• Il ∆G di idrolisi dell’ATP ha un valore molto negativo (-30.5 KJ/mole)
• È in una posizione intermedia nella scala di potenziale di trasferimento
di gruppo fosforico.
• È cineticamente stabile
