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

I COMPOSTI ORGANICI Contengono atomi di carbonio Costituiscono gli organismi viventi

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

GLICIDI 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 CO2 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 carne e pesce -> glicogeno

I diversi tipi di glicidi Ribosio Desossiribosio Componenti degli acidi nucleici Monosaccaridi (formati da 1 molecola di zucchero) Glucosio  principale fonte di energia Fruttosio  si trova nella frutta Galattosio 6C Disaccaridi (formati da 2 molecole di zucchero) Glucosio + fruttosio  Saccarosio (comune zucchero da cucina) Glucosio + glucosio  Maltosio (deriva da digestione dell’amido) Glucosio + galattosio  Lattosio (in latte e latticini) Polisaccaridi (formati da più di 20 molecole di glucosio) 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 è il composto organico più abbondante sulla Terra

Come si formano i disaccaridi? Reazione di condensazione H2O Saccarosio O Glucosio OH Fruttosio HO Reazione di condensazione H2O Maltosio O Glucosio OH Glucosio HO Reazione di condensazione H2O Lattosio O Glucosio OH Galattosio HO

I polisaccaridi di interesse biologico L’amido e il glicogeno immagazzinano zuccheri di riserva La cellulosa si trova nelle pareti delle cellule vegetali Granuli di amido in cellule di tubero di patata Granuli di glicogeno nel tessuto muscolare Fibre di cellulosa nella parete di una cellula vegetale Monomeri di glucosio Molecole di cellulosa Amido Glicogeno Cellulosa

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)

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) Ac. oleico Acido butirrico

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

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)

I livelli di colesterolo nel sangue vanno tenuti sotto controllo: perchè? Il colesterolo in eccesso nel fegato si accumula dando origine ai calcoli biliari Il colesterolo in eccesso nel sangue si accumula sulle pareti interne delle arterie provocando la formazione di placche che causano arteriosclerosi.

Le cere 1) Essendo insolubili in acqua, le cere svolgono un’importante funzione di rivestimento protettivo ed impermeabilizzante Le penne degli uccelli La cuticola sulle foglie 3) Le api le usano per costruire le pareti degli alveari 2) Conferiscono lucentezza ai frutti (mele, pere, ciliegie)

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 citscheletro 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

Gli amminoacidi e la formazione del legame peptidico Un aminoacido è un composto chimico caratterizzato da un gruppo amminico (NH2), 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 (H2O).

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 sangue)