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BIOCHIMICA DELLA CELLULA. DI COSÈ FATTA UNA CELLULA H 2 O costituisce il 70% del peso di una cellula C, H, N, O, P, S costituiscono il 99% della massa.

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1 BIOCHIMICA DELLA CELLULA

2 DI COSÈ FATTA UNA CELLULA H 2 O costituisce il 70% del peso di una cellula C, H, N, O, P, S costituiscono il 99% della massa di una cellula –Altri costituenti sono Ca, Mg, Si, K

3 Carbonio Piccole dimensioni, base della vita Possiede 4 elettroni –Può formare 4 legami forti, covalenti, con altri atomi Può creare molecole grandi e complesse, senza limite di dimensioni H, N & O sono anchessi atomi piccoli in grado di formare legami covalenti

4 Gruppi chimici più diffusi Metile -CH 3 Idrossile -OH Carbossile -COOH Amino -NH 2 Questi gruppi si ritrovano in tutte le molecole biologiche

5 Una molecola si definisce organica se contiene un atomo di C –Le molecole organiche piccole hanno un peso molecolare di dalton Corrisponde più o meno a 30 atomi di C Macromolecole sono generalmente dei polimeri –Ripetizioni di molecole più piccole –Non ci sono limiti superiori alle dimensioni

6 Le cellule contengono 4 famiglie di piccole molecole organiche – Zuccheri – Lipidi – Aminoacidi – Nucleotidi

7 Zuccheri MonosaccarideMonosaccaride è lunità base La formula generale è (CH 2 O) n –n è un numero intero da 3 a 8 –Glucosio –Glucosio è C 6 H 12 O 6 Sono molecole sia ad anello sia a catena aperta Contengono gruppi idrossilici e alternativamente aldeide –O unaldeide chetone –O un chetone

8 Il gruppo aldeide ed il chetone possono –Reagire con un gruppo idrossile della stessa molecola convertendola in un anello Gli anelli così formati possono unirsi in modo da formare –Disaccaridi –Oligosaccaridi –Polisaccaridi

9 Funzione degli Zuccheri Sono la principale fonte di energia per la cellula GlicogenoAmido –Polisaccaridi semplici come Glicogeno o Amido servono per immagazzinare energia Matrice Extra Cellulare (ECM)Sono componenti della Matrice Extra Cellulare (ECM) Possono essere legati a proteine e a lipidi per dare origine a –Glicoproteine –Glicolipidi

10 Lipidi Gruppo eterogeneo di composti Essenzialmente atomi di Carbonio ed Idrogeno Biologicamente importanti sono –Grassi –Fosfolipidi –Steroidi

11 Lipidi Due regioni distinte Idrofobica –Coda Idrofobica Lunga catena Idrocarburica La lunghezza e la posizione dei legami C=C determina il tipo di lipide Idrofilica –Testa Idrofilica Solubile in acqua, formata dai gruppi funzionali TestaCoda

12 Funzione dei Lipidi Fonte di energia –Producono il doppio dellenergia rispetto agli zuccheri Immagazzinati nel citoplasma sotto forma di gocce lipidiche –Trigliceridi –Trigliceridi sono i più abbondanti negli organismi viventi Glicerolo + 3 Acidi Grassi

13 Acidi Grassi Acidi Grassi InsaturiAcidi Grassi Insaturi –Atomi di C legati tra loro C=C, non completamente saturati da H –Mono- e Poli-insaturi –Liquidi a temperatura ambiente –Grassi buoni Acido Linoleico e ArachidonicoAcido Linoleico e Arachidonico, assunti dalla dieta Acidi Grassi SaturiAcidi Grassi Saturi –Maggior numero possibile di atomi H –Grassi animali e vegetali solidi a temperatura ambiente

14 Aminoacidi Gruppo Carbossilico e Gruppo Amminico legati allo stesso atomo di carbonio ProteineSono le unità fondamentali delle Proteine Legame Peptidico –Lunghi polimeri lineari di aminoacidi, legati testa-coda dal Legame Peptidico tra il gruppo carbossilico di uno ed il gruppo amminico di un altro Gli aminoacidi sono 20, ognuno con una catena laterale differente

15 Vengono raggruppati in base alla carica delle loro catene laterali: acidi –2 sono acidi basici –3 sono basici polari neutri –5 sono polari neutri non polari –10 sono non polari Tutti hanno struttura comune: H 2 N-C-COOH R H Gruppo Carbossilico Carbonio Gruppo Amminico Catena Laterale

16 Nucleotidi Composti ad anello contenenti Azoto legati ad uno zucchero a 5 atomi di carbonio ed un gruppo fosfato Base –Gli anelli vengono chiamati Base perché possono legare H + RibosioDeossiribosio –Lo zucchero a 5 carbonii è un Ribosio o un Deossiribosio

17 Purine Pirimidine

18 Funzioni dei Nucleotidi ATPATP (Adenosina Trifosfato) –Rilascia energia quando convertita ad ADP AMP CiclicoAMP Ciclico –Molecola segnale allinterno della cellula Possono combinarsi con altri elementi e formare i coenzimi (Coenzima A) Trasmettono linformazione genetica Acidi Nucleici –Sono i costituenti degli Acidi Nucleici

19 Dalle Molecole piccole alle Macromolecole MacromolecoleMacromolecole –Peso molecolare da 10,000 a 1 milione di Dalton Normalmente ripetizioni di zuccheri, amminoacidi, nucleotidi e lipidi e/o acidi grassi La formazione di macromolecole prevede la formazione di legami covalenti, la cui forza è tale da preservare la sequenza di sub-unità per un lungo periodo di tempo

20 Macromolecole Dimensioni e complessità intermedie tra le molecole piccole e gli organelli cellulari Polimeri di sub-unità, che possono anche combinarsi tra loro –Nucleoproteine –Nucleoproteine = nucleotidi + proteine –Proteoglicani –Proteoglicani = carboidrati + catene laterali delle proteine –Glicoproteine –Glicoproteine = proteine + carboidrati –Glicolipidi –Glicolipidi = lipidi + carboidrati

21 Macromolecole Acidi NucleiciAcidi Nucleici ProteineProteine LipidiLipidi CarboidratiCarboidrati

22 Acidi Nucleici Polimeri lunghi –Nucleotidi legati covalentemente da Legame Fosfosdiesterico 3 OH dello zucchero 5 fosfato del nucleotide successivo

23 RNA - Acido RibonucleicoRNA - Acido Ribonucleico ribosio –Limpalcatura è basata sul ribosio –Adenina, Uracile, Guanina, Citosina –Nucleolo, Ribosomi DNA - Acido DeossiribonucleicoDNA - Acido Deossiribonucleico deossiribosio –Limpalcatura è basata sul deossiribosio –Adenina, Timina, Guanina, Citosina –Nucleo, Mitocondri Appaiamenti –A con T (o U) e G con C

24 Adenosina Trifosfato (ATP) Lenergia chimica derivante dal glucosio viene trasferita allATP legami fosfato ad alta energia –Legami specializzati, detti legami fosfato ad alta energia Questo tipo di energia può essere usata subito dalla cellula per il proprio lavoro –Sintesi delle proteine –Trasporto attivo attraverso la membrana –Contrazione (muscolo)

25 Proteine 50% della materia organica del corpo umano Eseguono praticamente tutte le funzioni cellulari –Proteine strutturali –Proteine funzionali

26 Proteine Strutturali Proteine FibroseProteine Fibrose –Struttura semplice allungata –Possono essere molto lunghe –Filamenti intermedi, cheratine Interne alla cellula –Collagene Esterno alla cellula Ponti DisolfuroTutte le proteine extracellulari sono stabilizzate da Ponti Disolfuro –Legami covalenti S-S

27 Proteine Funzionali Proteine GlobulariProteine Globulari –La catena polipeptidica si ripiega a formare una struttura compatta di forma sferica irregolare Proteine MobiliProteine Mobili Fanno tutto il lavoro nella cellula e fuori –Anticorpi –Ormoni –Trasporto Cellulare –Catalizzatori ed enzimi Praticamente tutto il lavoro che avviene nel corpoPraticamente tutto il lavoro che avviene nel corpo

28 Lipidi Grassi NeutriGrassi Neutri –Trigliceridi –Trigliceridi, maggior fonte di energia FosfolipidiFosfolipidi –Principali costituenti delle membrane cellulari SteroidicolesteroloSteroidi, basati sul colesterolo –La maggior parte degli ormoni Altre sostanze lipidicheAltre sostanze lipidiche –Vitamine solubili nei grassi –Prostaglandine Mediatori dellinfiammazione, basati su acidi grassi, bersaglio farmaci FANS

29 Carboidrati Grandi molecole insolubili 1-2% della massa cellulare Metabolizzati a glucosio, quindi a biossido di carbonio (CO 2 ), acqua e ATP –Metabolizzati a livello mitocondriale (respirazione) AmidoAmido –Tessuti vegetali GlicogenoGlicogeno –Tessuti animali

30 Oltre lenergia… scivoloseZuccheri ed acqua rendono le cose scivolose –Muco Azione protettiva in condizioni difficili –Glicocalice e Muco Agiscono da siti di riconoscimento sulle membrane –Riconoscimento cellulare, virus, ormoni, batteri


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