BIOLOGIA COSA SONO LE BIOMOLECOLE? Le biomolecole si trovano in natura e sono tipiche della materia vivente, le biomolecole presenti nelle cellule appartengono a quattro gruppi principali: 1. I CARBOIDRATI 2. I LIPIDI 3. GLI AMMINOACIDI e LE PROTEINE 4. I NUCLEOTIDI e GLI ACIDI NUCLEICI. Molte biomolecole sono POLIMERI, cioè macromolecole costituite da centinaia di molecole più piccole, chiamate MONOMERI. Sono polimeri biologici: • I POLISACCARIDI, cioè carboidrati complessi formati da monomeri chiamati monosaccaridi • LE PROTEINE, costituite da catene di amminoacidi • GLI ACIDI NUCLEICI, che sono polimeri dei nucleotidi COSA SONO I CARBOIDRATI? I glucidi o carboidrati o zuccheri sono dei composti ternari, le loro molecole sono costituite da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. Il termine CARBOIDRATO deriva dall’unione delle parole <<carbonio>> e <<idrato>>. I carboidrati sono la principale fonte di energia utilizzata per svolgere tutte le attività e le funzioni cellulari. Possiamo dividere i carboidrati in tre gruppi: • Monosaccaridi: sono detti anche zuccheri semplici. Hanno una caratteristica struttura ad anello. Sono monosaccaridi il glucosio e il fruttosio, sono utilizzati come nutrienti dagli esseri viventi. I monosaccaridi sono una buona fonte di energia. • Oligosaccaridi: sono formati da catene che contengono pochi monosaccaridi. I più comuni sono i disaccaridi che contengono soltanto due monomeri. Sono disaccaridi ad esempio il saccarosio, cioè un disaccaride che è formato da glucosio e fruttosio. • Polisaccaridi: sono polimeri formati da lunghe catene contenenti centinaia o migliaia di monosaccaridi I polisaccaridi possono servire come riserva a lento rilascio di energia oppure come materiale strutturale per le cellule. I più importanti polisaccaridi sono: l’amido e il glicogeno. L’amido è un polimero del glucosio è presente nelle cellule vegetali. L’amido si trova nelle radici e in altri tessuti. I cereali più conosciuti come il mais o il riso sono composti per il 70% da amido. Anche se l’amido è formato da molecole di glucosio unite tra loro, l’amido non ha un sapore dolce perché la forma della sua molecola non va a stimolare i recettori presenti sulla nostra lingua. Il glicogeno viene prodotto nei muscoli e nel fegato degli animali, per questo motivo è definito <<l’amido animale>>. Il glicogeno e l’amido sono in grado di rilasciare energia lentamente. Dei POLISACCARIDI fanno parte i Polisaccaridi strutturali, molecole rigide e resistenti. I polisaccaridi strutturali possono essere utilizzati dalle cellule come funzione di rivestimento e di sostegno. Sono polisaccaridi strutturali: La cellulosa. È un polimero filamentoso del glucosio e viene utilizzato dai vegetali per costruire la parete esterna di sostegno, la cellulosa è presente nel legno, nell’erba, nella carta. La chitina è un polisaccaride resistente, uno dei principali componenti dell’esoscheletro, cioè la struttura esterna degli insetti e dei crostacei. 1 COSA SONO LE PROTEINE? Le proteine sono macromolecole complesse, costituite da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Nell’organismo sono presenti numerosissimi tipi di proteine che svolgono una varietà di funzioni diverse: • FUNZIONE STRUTTURALE: le proteine formano la struttura esterna di un organismo, ad esempio formano la pelle, le penne degli uccelli o le corna degli animali. • FUNZIONE PROTETTIVA: le proteine formano anche la struttura interna di un organismo come le ossa e i muscoli. • FUNZIONE REGOLATORIA: nel sangue, le proteine attaccano i microorganismi che invadono il nostro corpo e hanno il compito di chiudere piccole ferite. • FUNZIONE CONTRATTILE: le proteine controllano anche i livelli di zuccheri e di altre sostanze chimiche presenti nel sangue. • FUNZIONE DI TRASPORTO: le proteine trasportano l’ossigeno da una parte all’altra dell’organismo. COSA SONO GLI AMMINOACIDI? Gli amminoacidi sono molecole organiche che unendosi fra loro formano le proteine. COSA SONO LE CATENE POLIPETIDICHE? Sono sequenze formate da più amminoacidi. Ogni catena ha una specifica sequenza lineare. PIÙ CATENE POLIPEPTIDICHE COSA FORMANO? UNA o più catene polipeptidiche formano le proteine. In base a come sono organizzate le catene polipeptidiche si può determinare la struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria di una proteina. 1. La Struttura primaria di una proteina è una sequenza lineare di amminoacidi. 2. La struttura secondaria è il livello più semplice di ripiegamento della catena. Le catene polipeptidiche possono ripiegarsi in due mondi: - alcuni segmenti si avvolgono a spirale e assumono una caratteristica conformazione a elica - altri segmenti formano un foglietto pieghettato a zig-zag 1. La struttura terziaria è l’assetto tridimensionale della proteina. La struttura terziaria può avere una forma globulare a GOMITOLO, oppure fibrosa, cioè ALLUNGATA. La struttura quaternaria è formata da più catene ripiegate. Un esempio di struttura quaternaria è l’emoglobina, la proteina che trasporta l’ossigeno ai polmoni e alle cellule. È composta da quattro catene polipeptidiche, uguali a due a due. COSA SONO GLI ENZIMI? Gli enzimi sono proteine globulari in grado di accelerare le reazioni chimiche che avvengono dentro la cellula. COS’È LA CONFIGURAZIONE DI UNA PROTEINA? È la forma finale di una proteina e dipende dalla sequenza degli amminoacidi presenti nella struttura primaria. Ogni proteina ha dunque una specifica configurazione, se la forma di una proteina viene alterata, questa non svolge più la sua determinata funzione. COME VIENE CHIAMATA L’ALTERAZIONE DI UNA PROTEINA? L’alterazione di una proteina viene detta DENATURAZIONE. Una proteina denaturata non funziona più, perché perde la sua configurazione tridimensionale. 2
