LA CLASSIFICAZIONE DEI COMPOSTI CHIMICI Inorganici Composti chimici

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LA CLASSIFICAZIONE DEI COMPOSTI CHIMICI Inorganici Composti chimici Organici Acqua Sali minerali Idrocarburi Glucidi

LA CLASSIFICAZIONE DEI COMPOSTI CHIMICI Inorganici Composti chimici Organici Acqua Sali minerali Idrocarburi Glucidi Alcoli, aldeidi Lipidi Molecole biologiche o biomolecole Proteine Acidi nucleici Vitamine 1

I COMPOSTI ORGANICI Contengono atomi di carbonio Costituiscono gli organismi viventi 2

I COMPOSTI ORGANICI Contengono atomi di carbonio Costituiscono gli organismi viventi 2

LE MOLECOLE BIOLOGICHE O BIOMOLECOLE Costituiscono le strutture presenti negli organismi viventi 3

LE MOLECOLE BIOLOGICHE O BIOMOLECOLE Costituiscono le strutture presenti negli organismi viventi 3

GLUCIDI o ZUCCHERI o CARBOIDRATI Caratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno e

GLUCIDI o ZUCCHERI o CARBOIDRATI Caratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno. Sono molto abbondanti in natura. Hanno sapore dolce. Funzioni: Strutturale: costituiscono strutture essenziali per gli organismi viventi (funzione di sostegno, soprattutto nei vegetali cellulosa) Energetica: forniscono energia per svolgere tutte le funzioni dell'organismo Protezione: costituiscono l’esoscheletro degli invertebrati (chitina) Organismi autotrofi (Es. piante): sintetizzano zuccheri (glucosio) a partire da componenti inorganici quali acqua e CO 2 mediante il processo di fotosintesi clorofilliana. Organismi eterotrofi (Es. animali): soddisfano il fabbisogno energetico nutrendosi di alimenti che contengono zuccheri. Ecco alcuni esempi: frutta e miele -> fruttosio; glucosio barbabietola da zucchero, zucchero di canna -> saccarosio latte e latticini -> lattosio cereali (pane, pasta, riso), tuberi (patate) e legumi -> amido 4 carne e pesce -> glicogeno

I diversi tipi di glucidi Monosaccaridi (formati da 1 molecola di zucchero) Disaccaridi (formati

I diversi tipi di glucidi Monosaccaridi (formati da 1 molecola di zucchero) Disaccaridi (formati da 2 molecole di zucchero) Polisaccaridi (formati da più di 20 molecole di glucosio) 5 C Ribosio Desossiribosio 6 C Glucosio principale fonte di energia Fruttosio si trova nella frutta Galattosio Componenti degli acidi nucleici Glucosio + fruttosio Saccarosio (comune zucchero da cucina) Glucosio + glucosio Maltosio (deriva da digestione dell’amido) Glucosio + galattosio Lattosio (in latte e latticini) Amido riserva energetica nei vegetali (cereali, tuberi, legumi) si accumula in amiloplasti nella cellula vegetale si trova nei semi e nelle radici Glicogeno riserva energetica negli animali si accumula in muscoli e fegato Cellulosa funzione di sostegno nei vegetali si trova nella parete cellulare delle cellule vegetali può essere digerita solo dagli erbivori 5 Terra è il composto organico più abbondante sulla

Come si formano i disaccaridi? 6

Come si formano i disaccaridi? 6

I polisaccaridi di interesse biologico L’amido e il glicogeno immagazzinano zuccheri di riserva La

I polisaccaridi di interesse biologico L’amido e il glicogeno immagazzinano zuccheri di riserva La cellulosa si trova nelle pareti delle cellule vegetali 7 0

LIPIDI Caratteristiche: sono costituiti da lunghe catene di atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno

LIPIDI Caratteristiche: sono costituiti da lunghe catene di atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno sono comunemente chiamati grassi sono untuosi al tatto sono insolubili in acqua (idrofobi = “paura dell’acqua”) Funzioni: riserva energetica (molecole ad alto contenuto energetico; si accumulano nel tessuto adiposo, ad esempio nel derma) protezione meccanica per alcuni organi (cuore, fegato, reni. . ) isolante termico (es. grasso animale) impermeabilizzante (es. cere sulle penne degli uccelli) funzione strutturale (nelle membrane cellulari fosfolipidi) precursori di importanti molecole biologiche (ormoni, vitamine) 8

I trigliceridi (detti anche grassi) Sono costituiti da una molecola di glicerolo + 3

I trigliceridi (detti anche grassi) Sono costituiti da una molecola di glicerolo + 3 catene di acidi grassi Sono rappresentati dai comuni grassi ed olii. Rappresentano una fonte energetica superiore rispetto ai carboidrati Si accumulano nel tessuto adiposo (grasso sottocuteneo). Svolgono anche la funzione di isolante termico. Grassi di origine vegetale liquidi a temperatura ambiente (es. olio di oliva, olio di semi) Grassi di origine animale solidi a temperatura ambiente (es. burro, lardo, grasso animale) Acido butirrico 9

I fosfolipidi Prodotti nel fegato. Costituiti da: testa idrofila (fosfato, glicerolo) code idrofobe (2

I fosfolipidi Prodotti nel fegato. Costituiti da: testa idrofila (fosfato, glicerolo) code idrofobe (2 catene degli acidi grassi) Principali costituenti delle membrane plasmatiche cellulari (doppio strato lipidico) insieme alle proteine di membrana 10

Il colesterolo e gli steroidi Il colesterolo svolge funzioni essenziali al metabolismo: • costituente

Il colesterolo e gli steroidi Il colesterolo svolge funzioni essenziali al metabolismo: • costituente delle membrane cellulari delle cellule animali • precursore della vitamina D (importante per la crescita ossea e dei denti) • composto di partenza per la sintesi degli acidi biliari (prodotti da fegato) Può essere sintetizzato dalle cellule (origine endogena) o introdotto con la l’alimentazione (origine esogena) • costituisce gli ormoni sessuali prodotti dalle ghiandole surrenali (testosterone, aldosterone, estradiolo) ed altri ormoni steroidei (es. cortisone) 11

I livelli di colesterolo nel sangue vanno tenuti sotto controllo: perchè? Il colesterolo in

I livelli di colesterolo nel sangue vanno tenuti sotto controllo: perchè? Il colesterolo in eccesso nel fegato si accumula dando origine ai calcoli biliari 12

Le cere 13

Le cere 13

ACIDI NUCLEICI (DNA e RNA) 14

ACIDI NUCLEICI (DNA e RNA) 14

Struttura del DNA Deoxyribonucleic Acid (acido deossiribonucleico). La struttura del DNA fu scoperta da

Struttura del DNA Deoxyribonucleic Acid (acido deossiribonucleico). La struttura del DNA fu scoperta da Watson e Crick che ricevettero il Premio Nobel nel 1953. E’ importante per la trasmissione ereditaria dei caratteri tra genitori e figli. E’ una doppia elica formata da 2 catene polinucleotidiche, cioè composte da una successione di nucleotidi, tenute insieme da legami idrogeno. I nucleotidi sono legati tra loro tramite un legame fosfodiesterico tra il fosfato di un nucleotide ed il gruppo -OH del nucleotide successivo. Le sequenze due filamenti sono complementari: - ad una A su un filamento corrisponde sempre e solo una T sul filamento complementare e viceversa; 2 legami idrogeno. - ad una C su un filamento corrisponde sempre e solo una G sul filamento complementare e viceversa; 3 legami idrogeno. 15

1) Replicazione o sintesi del DNA La doppia elica di DNA è “srotolata” da

1) Replicazione o sintesi del DNA La doppia elica di DNA è “srotolata” da un’elicasi e ognuno dei due filamenti funge da stampo per la sintesi di un filamento complementare. La DNA polimerasi “legge” la sequenza del filamento stampo e ne sintetizza uno complementare impiegando i nucleotidi con base azotata complementare (per es. se trova A sul filamento “stampo”, incorpora T nel filamento “complementare”). Alla fine si ottengono 2 molecole di DNA identiche a quella originale (parentale). E’ un processo semiconservativo: ognuna delle 2 molecole ottenute è formata da un filamento parentale ed un neosintetizzato. 16

2) Trascrizione e traduzione del DNA Dogma centrale della biologia molecolare: DNA trascrizione RNA

2) Trascrizione e traduzione del DNA Dogma centrale della biologia molecolare: DNA trascrizione RNA proteina traduzione L’informazione genetica per la sintesi proteica è conservata nel DNA sotto forma di un codice (il codice genetico) in cui la sequenza delle basi determina la sequenza degli aminoacidi nella proteina codificata. Si parla quindi di traduzione del codice genetico. 17

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Le differenze tra DNA e RNA DNA RNA E’ FORMATO DA Doppio filamento Singolo

Le differenze tra DNA e RNA DNA RNA E’ FORMATO DA Doppio filamento Singolo filamento ZUCCHERO Desossiribosio Ribosio BASI AZOTATE A, T, C, G A, U, C, G NELLE CELLULE EUCARIOTE SI TROVA Nel nucleo e nel citoplasma 19

PROTEINE Caratteristiche: sono catene (polimeri) di amminoacidi sono il più abbondante materiale biologico negli

PROTEINE Caratteristiche: sono catene (polimeri) di amminoacidi sono il più abbondante materiale biologico negli organismi animali sono essenziali per la struttura e le funzioni degli esseri viventi Le informazioni per la costruzione delle proteine sono contenute nei geni, cioè nelle sequenze di DNA Funzioni: Strutturale Es. tubulina e actina sono proteine del citoscheletro cheratina forma i capelli collagene componente di pelle, tendini, legamenti proteine della seta ragnatela Contrazione Es. actina e miosina contrazione muscolare Riserva ovalbumina, nell’uovo, ha funzione di riserva per l’embrione Recettoriale recepiscono i segnali inviati dalle cellule Enzimatica Es. enzimi digestivi facilitano la digestione degli alimenti Trasporto Es. emoglobina trasporta ossigeno ed anidride carbonica nei globuli rossi del sangue Segnale di comunicazione tra le cellule ormoni, fattori di crescita Difesa immunitaria Es. anticorpi combattono le infezioni 20

Gli amminoacidi e la formazione del legame peptidico Un aminoacido è un composto chimico

Gli amminoacidi e la formazione del legame peptidico Un aminoacido è un composto chimico caratterizzato da un gruppo amminico (NH 2), un gruppo carbossilico (COOH) ed un gruppo R specifico per ogni aminoacido. In natura, esistono 20 amminoacidi diversi. Gli amminoacidi sono tenuti insieme mediante un legame peptidico: esso si forma tra il gruppo carbossilico di un amminoacido ed il gruppo amminico dell’amminoacido successivo accompagnato dalla perdita di una molecola di acqua (H 2 O). 21

La struttura delle proteine La forma della proteina è importante per svolgere la sua

La struttura delle proteine La forma della proteina è importante per svolgere la sua funzione. Il riscaldamento provoca la perdita della forma (denaturazione) e la perdita della funzione delle proteine. Struttura primaria: sequenza di amminoacidi che forma una catena polipeptidica. Struttura secondaria: catena polipetidica si ripiega a formare struttura ad -elica o struttura a foglietti . Struttura terziaria: catena polipetidica può essere lineare (proteina fibrosa) o avvolgersi su se stessa assumendo una forma quasi sferica (proteina globulare) Struttura quaternaria: associazione di più catene polipetidiche. Es. emoglobina (proteina presente nei globuli rossi, con funzione di trasporto dell’ossigeno nel 22 sangue)

Le informazioni per la sintesi delle proteine sono contenute nel DNA trascrizione in m.

Le informazioni per la sintesi delle proteine sono contenute nel DNA trascrizione in m. RNA traslocazione del m. RNA nel citoplasma traduzione nei ribosomi presenti nel reticolo endoplasmatico rugoso Sintesi delle proteine 23

VITAMINE Le vitamine sono un insieme molto eterogeneo di sostanze chimiche. Sono assunte attraverso

VITAMINE Le vitamine sono un insieme molto eterogeneo di sostanze chimiche. Sono assunte attraverso l’alimentazione. Sono divise in 2 gruppi: • Vitamine che devono essere assunte quotidianamente (Complesso vit B; Vit C) • Vitamine che possono accumularsi (nel fegato) (vit A, vit K, vit D, vit H) 1) Vitamine A: es retinolo -> svolge importante ruolo nella vista 2) Vitamine B 24

I COMPOSTI INORGANICI 25

I COMPOSTI INORGANICI 25

L’ACQUA 26

L’ACQUA 26

I SALI MINERALI L’acqua, nel processo di erosione, scioglie i minerali di cui sono

I SALI MINERALI L’acqua, nel processo di erosione, scioglie i minerali di cui sono costituite le rocce che si trovano, ad esempio, nell’alveo dei fiumi. I sali minerali disciolti in acqua, rappresentano il residuo fisso che si trova indicato sulle etichette delle bottiglie di acqua minerali. Quando beviamo l’acqua, introduciamo nel nostro corpo anche i sali minerali. Alcuni di questi sono molto importanti per il nostro organismo: Il sodio Il potassio Il calcio molto importante per la ossa e per la contrazione muscolare Il ferro si trova in molte proteine; es nell’emoglobina serve per legare l’ossigeno Il magnesio si trova nella clorofilla 27