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Degli esseri viventi Concetti di base nella chimica.

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Presentazione sul tema: "Degli esseri viventi Concetti di base nella chimica."— Transcript della presentazione:

1 degli esseri viventi Concetti di base nella chimica

2 Elementi: sostanze formate da un solo tipo di atomi ELEMENTI E COMPOSTI Composti: sostanze formate da 2 o più atomi Molecole: particelle che costituiscono i composti

3 ELEMENTI PRESENTI IN MAGGIORE QUANTITA NELLA MATERIA VIVENTE BIOELEMENTI Ossigeno (O) - Carbonio (C) Idrogeno (H) - Azoto (N) Fosforo (P) - Zolfo (S) Tutti insieme costituiscono oltre il 95% della materia vivente ELEMENTI ESSENZIALI PRESENTI COME IONI Calcio (Ca 2+ ) - Potassio (K + ) Sodio (Na + ) - Cloro (Cl-) Magnesio (Mg 2+ ) ELEMENTI PRESENTI IN TRACCE Ferro (Fe) - Rame (Cu) Manganese (Mn) - Zinco (Zn) Iodio (I) - Fluoro (F) Silicio (Si) -

4 LE BIOMOLECOLE LE BIOMOLECOLE sono composti organici, in genere ad alto peso molecolare, appartenenti a quattro classi principali. ProteineCarboidratiLipidi Acidi nucleici

5 Le interazioni deboli hanno 1/20 della forza dei legami covalenti I tipi fondamentali di legami non covalenti sono: legami elettrostatici forze di Van der Waals legami idrogeno Le interazioni molecolari reversibili (non covalenti) sono alla base della vita. LE INTERAZIONI DEBOLI Le interazioni deboli sono fondamentali nella replicazione del DNA, nel corretto ripiegamento tridimensionale degli RNA e delle proteine.

6 Es: interazione tra 2 aminoacidi carichi presenti nella stessa proteina nella stessa proteina Es: interazione tra 2 aminoacidi carichi, uno sullenzima e laltro sulla proteina substrato e laltro sulla proteina substrato Queste interazioni possono essere di reciproca attrazione o repulsione a seconda del segno (uguale o diverso) delle cariche elettriche coinvolte. La forza di queste interazioni è data dalla Legge di Coulomb F= D (q 1 x q 2 ) /r 2 q 1 e q 2 sono le cariche coinvolte r è la distanza che le separa D è la costante dielettrica caratteristica del mezzo (es. lacqua) Esempi di interazioni elettrostatiche: LEGAMI ELETTROSTATICI

7 Forze di van der Waals Dovute al fatto che: In ogni istante la distribuzione della carica elettronica (dovuta alla nube di elettroni) attorno al nucleo di un atomo non è perfettamente omogenea. Atomi vicini possono indurre una polarizzazione della configurazione elettronica. Forze di attrazione intermolecolare non specifiche. Forze di attrazione intermolecolare non specifiche. Coinvolgono atomi che si trovano a distanza di 3-4 Å. Coinvolgono atomi che si trovano a distanza di 3-4 Å. Dovute a distribuzione asimmetrica di carica attorno al nucleo. Dovute a distribuzione asimmetrica di carica attorno al nucleo.

8 Ci sono zone con minore densità di carica negativa e quindi più positive (i protoni del nucleo sono carichi positivamente) E zone con maggiore densità di carica negativa e quindi più negative (dove la nube elettronica, carica negativamente, è più densa)

9 Questa asimmetria temporanea di carica induce la comparsa di una asimmetria simile in atomi adiacenti e una asimmetria simile in atomi adiacenti e ne provoca lattrazione Atomo A Atomo B

10 LEGAMI IDROGENO Tipo di legame in cui un atomo di idrogeno è condiviso da due atomi (fortemente elettronegativi) entrambi con grossa affinità per lidrogeno. - = addensamento - = addensamento di cariche - di cariche - + = addensamento + = addensamento di cariche + di cariche + Legami direzionali Legami direzionali Singolarmente molto deboli possono essere numerosissimi Singolarmente molto deboli possono essere numerosissimi in una macromolecola o fra macromolecole in una macromolecola o fra macromolecole Emivita brevissima Emivita brevissima Mentre alcuni si rompono molti altri si possono formare Mentre alcuni si rompono molti altri si possono formare

11 ACQUA (H 2 O) Ha notevole influenza su tutte le interazioni molecolari nei sistemi biologici 1)È una molecola polare 2)È elettricamente neutra 3)Presenta una distribuzione asimmetrica delle cariche (dipolo) Pur essendo un composto inorganico, lacqua è un componente essenziale e spesso preponderante di tutte le cellule e degli organismi. Contenuto dacqua del corpo umano adulto (60%) del neonato (75%).

12 I protoni presenti nei nuclei degli atomi di H non sono più schermati dai loro elettroni, e risultano polarizzati positivamente ( +). Attorno allatomo di O si sviluppa una densità di carica negativa ( -) O H - (addensamento cariche -) - (addensamento cariche -) H La nube elettronica presente attorno ai due atomi H è attratta dallatomo di O. + (addensamento cariche +) + (addensamento cariche +) +

13 4) Lacqua è altamente coesiva O O O O O Legami H Le molecole di acqua sono molto affini tra loro e si orientano in modo da formare più legami H possibili.


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