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SCHEMA 3D DI UNA CELLULA. BIOCHIMICA DELLE CELLULE -L’acqua rappresenta il 70% del peso della cellula C,H,N,O,P,S rappresentano il 99% della massa della.

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1 SCHEMA 3D DI UNA CELLULA

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3 BIOCHIMICA DELLE CELLULE -L’acqua rappresenta il 70% del peso della cellula C,H,N,O,P,S rappresentano il 99% della massa della cellula –Altri elementi includono calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), zolfo (S), potassio (K)

4 Carbonio Ha un piccolo peso Ha 4 elettroni esterni per formare legami –Puo’ formare 4 legami covalenti forti Puo’ creare molecole grandi, complesse H,N &O sono anch’essi piccoli e capaci di formare legami covalenti forti

5 Gruppi chimici comuni Metile -CH 3 Idrossile-OH Carbossile-COOH Amino -NH 2 Questi gruppi sono molto frequenti nelle molecole biologiche *

6 Una molecola organica è quella che contiene carbonio –Molecole organiche piccole hanno un PM di circa dalton Che sono circa 30 atomi di C –Polimeri sono macromolecole No limiti nella misura In genere sono unità ripetute di singole molecole

7 Le cellule contengono 4 grandi famiglie di piccole molecole organiche: _ Zuccheri –Acidi grassi –Amminoacidi –Nucleotidi

8 Dalle piccole molecole alle macromolecole Macromolecole hanno un peso molecolare di 10, millioni Dalton Solitamente subunità ripetute di zuccheri, amminoacidi, nucleotidi acidi grassi. Formazione di macromolecole coinvolge la formazione di legami covalenti forti abbastanza da preservare la sequenza delle subunità per lunghi periodi di tempo

9 Macromolecole Intermedi nel peso e nella complessità tra piccole molecole e gli organelli cellulari Polimeri di subunità, che possono essere combinati Nucleoproteine= nucleotidi + proteine –Proteoglicani = carboidrati + catene proteiche laterali –Glicoproteine = proteine + carboidrati s.c. –Glicolipidi = lipidi + carboidrati

10 Tipi di Macromolecole CarboidratiLipidiProteine Acidi nucleici -Zuccheri –Acidi grassi –Amminoacidi –Nucleotidi

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12 ZUCCHERI monosaccarideUnità base è un monosaccaride – formulagenerale è (CH 2 O) n dove n tra 3-8 –Glucosio –Glucosio è C 6 H 12 O 6 –Puo’ essere un anello o una catena aperta –Gli zuccheri contengono un numero di gruppi idrossilici e: aldeideun aldeide chetoneO un chetone C=O H

13 Le aldeidi e i chetoni possono: –Reagire con con un gruppo OH nella stessa molecola e convertirla in un anello –Una volta formato l’anello il carbonio puo’ legarsi ulteriormente ad un gruppo carbossilico su un’altra molecola a formare:. Disaccaridi Oligosaccaridi Polisaccaridi H O C H C OH HO C H H C OH CH 2 OH glucosio O OH HO OH H H H H H CH 2 OH

14 Funzione degli zuccheri nelle cellule Principale risorsa di energia glicogenoPolisaccaridi semplici come il glicogeno (amido nelle c. vegetali) matrice extracellulareCostituenti della matrice extracellulare (ECM). glicoproteineglicolipidiPossono legarsi a proteine o lipidi per formare glicoproteine o glicolipidi

15 CARBOIDRATI Grandi molecole insolubili 1-2% della massa cellulare Scissi in glucosio, poi in diossido di Carbonio, acqua eATP –Nei mitocondri AmidoAmido –Tessuti vegetali GlicogenoGlicogeno –Tessuti animali

16 Oltre all’energia….. Zuccheri e l’acqua formano strutture “scivolose” –Muco funzione di protezione negli ambienti difficili (intestino) –Glicocalice e muco Agiscono come recettori sulle membrane –Adesione tra cellule, virus, ormoni, batteri infettivi

17 ACIDI GRASSI Hanno due regioni distinte –Una lunga catena idrocarburica idrofobicaInsolubile all’acqua o idrofobica –Gli acidi grassi differiscono per la lunghezza della catena idrocarburica e dal numero ela posizione dei C=C idrofiliciSolubile nell’acqua o idrofilici Il gruppo carbossilico reagisce con un un gruppo OH o NH 2 su una seconda molecola per formare esteri o amidi C O O-O-

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19 Funzione degli acidi grassi nelle cellule Una risorsa notevole di ciboUna risorsa notevole di cibo –Producono 2x volte piu’ energia utile rispetto al glucosio trigliceridi –Immagazzinati nel citoplasma gocce di trigliceridi 3 catene di acidi grassi uniti ad una molecola di glicerolo

20 Composizione delle membrane cellulariComposizione delle membrane cellulari Fosfolipidi sono i componenti principaliFosfolipidi sono i componenti principali glicerolo2 catene unite ad un glicerolo fosfato carico negativamenteIl glicerolo si lega anche ad un gruppo fosfato carico negativamente etanolamina, colina o serinaFosfato legato a piccole composti come etanolamina, colina o serina Code idrofobiche di acidi grassi glicerolo fosfato Gruppo idrofilico

21 LIPIDI Grassi neutriGrassi neutri –Maggiore risorsa di energia di riserva FosfolipidiFosfolipidi –Membrane cellulare Steroidi, basati sul colesteroloSteroidi, basati sul colesterolo –Molti ormoni Altre sostanze lipoidiAltre sostanze lipoidi –Vitamine solubili nei grassi –Prostaglandine

22 Fosfolipidi Code di acidi grassi idrofobiche glicerolo fosfato Gruppo idrofilico

23 AMMINO ACIDI Tutti contengono gruppi carbossilici e amminici legati ad un singolo atomo di carbonio proteineSubunità delle proteine –Lunghi polimeri di amminoacidi uniti testa- coda da un legame peptidico tra un gruppo carbossilico di uno a quello amminico di un altro Ci sono 20 amminoacidi comuni nelle proteine, ognuno con una differente catena laterale

24 Amminoacidi comuni sono raggruppati in base alle cariche presenti nelle loro catene laterali acidi –2 sono acidi basici –3 sono basici non carichi nonpolari –5 sono non carichi 10 sono nonpolari La formula generale degli amminoacidi è: H 2 N-C-COOH R H Gruppo carbossilico atomo di carbonio a Gruppo amminico Gruppo laterale

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26 NUCLEOTIDI L’azoto contiene composti ad anello legati ad uno zucchero a 5 atomi di carbonio che presenta un gruppo fosfato base –L’Anello si chiama base poiché puo’ unirsi con H + ia formare sali acidi ribosio o il deossiribosio –Lo zucchero a 5 carboni è il ribosio o il deossiribosio

27 PirimidinePirimidine Citosina, timina, uracile PurinePurine guanina, adenina N N N N N N pirimidina purina BASI

28 Funzione dei nucleotidi ATP (adenosin trifosfato) puo’ rilasciare energia per formare ADP AMP Ciclico è una molecola segnale universale all’interno dell cellula Puo’ combinarsi con altri gruppi chimici per formare coenzimi (Coenzima A) Risorsa di informazioni biologiche –acidi nucleici

29 ACIDI NUCLEICI Lunghi polimeri dove subunità nucleotidiche sono legate covalentemente per la formazione di un estere fosfato tra il gruppo 3’ OH sullo zucchero e il gruppo 5’ fosfato del nucleotide successivo O N OH O O O O O P CH 2 NH 2 base zucchero fosfato Nucleotide

30 O base sugar OH CH 2 O base sugar O P O O O CH 2 O O P O O 5’ 3’ 5’ 3’ Acido nucleico

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32 RNA-Acido ribonucleicoRNA-Acido ribonucleico –Lo scheletro si basa sul ribosio –A, U, G, C –Nucleolo, ribosoma DNA-Acido deossiribonucleicoDNA-Acido deossiribonucleico –Lo scheletro si basa sul deossiribosio –A, T, G, C –Nucleolo, poco mitocondriale A con T (oppure U) e G con C

33 Adenosin Trifosfato (ATP) Energia chimica dal glucosio trasferita all’ATP i cui legami sono specializzati denominati legami fosfato ad alta energia Questa energia puo’ essere utilizzata immediatamente dalla cellula per compiere il suo lavoro: –Sintesi delle proteine –Trasporto attraverso le membrane –Contrazione

34 PROTEINE 50% di materiale organico nell’organismo Svolgono quasi tutte le funzioni della cellula –composizione/strutturali –Funzioni cellulari

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38 Proteine Strutturali Proteine FibroseProteine Fibrose –Strutture 3D allungata –Possono ricoprire ampi –Filamenti Intermedi, cheeratine All’interno della cellula –Collagene Fuori della cellula Qualsiasi proteina esposta all’ambiente extracellulare è disolfuro Stabilizzata da legami disolfuro –Legami covalenti sulfuro-sulfuro (S-S bonds)

39 Proteine Funzionali Proteine GlobulariProteine Globulari –Catena polipeptidica aggrovigliata in una struttura rotondeggiante con una superficie irregolare Mobili Svolgono tutto il lavoro delle cellule –Anticorpi (Immunoglobuline) –Ormoni –Trasporto cellulare –Catalizzatrici/enzimi (-ase) Virtualmente ogni reazione biochimica del corpo


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