Scopi della Biochimica Cercare di descrivere la struttura, l’organiz-zazione e le funzioni della materia vivente in termini molecolari Quali sono le strutture chimiche dei componenti della materia vivente? Come fa la materia vivente ad estrarre energia dall’ambiente circostante per auto-mantenersi? Come le interazioni tra molecole portano all’assemblaggio di strutture sopramolecolari, organuli, cellule tessuti e organi? Come vengono controllate le reazioni in una cellula? Come fa un organismo a immagazzinare e trasmettere l’informazione necessaria alla sua crescita e riproduzione?

Aree principali della Biochimica BIO-CHIMICA STRUTTURALE: studia la relazione tra struttura chimica e funzione biologica dei componenti la materia vivente; METABOLISMO: studia la totalità delle reazioni che avvengono negli organismi viventi; BIOLOGIA MOLECOLARE (in parte): studia le molecole che immagazzinano e trasmettono l’informazione biologica e la loro chimica;

Composizione della Litosfera Elementi nell’universo, nella litosfera e nell’uomo Composizione elementale della litosfera e del corpo umano. Ciascun numero rappresenta la percentuale del numero totale di atomi presenti. Composizione della Litosfera Composizione del Corpo Umano Oxygen 47 Hydrogen 63 Silicon 28 25.5 Aluminum 7.9 Carbon 9.5 Iron 4.5 Nitrogen 1.4 Calcium 3.5 0.31 Sodium 2.5 Phosphorus 0.22 Potassium Chlorine 0.03 Magnesium 2.2 0.06 Titanium 0.46 Sulfur 0.05 0.19 0.01 All others <0.1 <0.01 I 10 elementi più comuni Nell’universo sono: ELEMENTO Parti per milione Idrogeno 750,000 Elio 230,000 Ossigeno 10,000 Carbonio 5,000 Neon 1,300 Ferro 1,100 Azoto 1,000 Silicio 700 Magnesio 600 Zolfo 500

Legame ionico F = k q1q2 / Dr2

Legami idrogeno

Legami idrogeno (H2O)

Legami idrogeno (ghiaccio)

Interazione di van der Waals

Domande fondamentali della Biochimica In che modo una cellula estrae energia e potere riducente dal suo ambiente? In che modo una cellula sintetizza i precursori delle sue macromolecole (e poi le macromolecole stesse)? METABOLISMO INTERMEDIO

Metabolismo Il metabolismo (dal greco μεταβολή = cambiamento) è il complesso delle reazioni chimiche che avvengono in un organismo o in una sua parte. Molte di queste trasformazioni della materia sono reversibili e sono legate a variazioni della condizione energetica.

Metabolismo Il metabolismo si divide in due insiemi di processi: catabolismo, che comporta la degradazione di molecole complesse in molecole più semplici e immagazzina energia sottoforma di legami fosfoanidridici, principalmente nell’ATP. anabolismo, che produce molecole complesse a partire da molecole più semplici utili alla cellula.

Metabolismo I processi anabolici sono endoergonici e richiedono dunque energia. I processi catabolici sono invece esoergonici: l'energia liberata da essi viene conservata nella cellula (ed eventualmente trasferita alle reazioni anaboliche) tramite molecole “trasportatrici” di energia, tra le quali la più comune è senza dubbio l'ATP.

(Acido palmitico)