BIOMOLECOLE- schemi per quinto anno scientifico, Schemi e mappe concettuali di Biologia

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BIOMOLECOLE LIPIDI • Composti organici presenti negli organismi viventi che costituiscono la struttura delle cellule e rendono possibile la loro funzionalità partecipando alle reazioni di base dei processi vitali. • Possono avere piccola/media massa molecolare (amminoacidi, nucleotidi, mono/disaccaridi) o nel caso delle macromolecole, massa molto grande (proteine, acidi nucleici) • 4 classi fondamentali: lipidi, carboidrati, proteine, acidi nucleici • Struttura chimica eterogenea • Costituiti da C, H, O ( in alcuni casi fosforo e azoto) • Insolubili in acqua, solubili in solventi apolari o debolmente polari. • Negli animali, si presentano nel tessuto adiposo; nei vegetali, si ritrovano nei semi e in alcuni frutti Saponificabili (Fosfolipidi, cere e trigliceridi) - Trigliceridi: costituenti principali dei grassi animali, riserva energetica - esteri del glicerolo con acidi grassi. Non si mescolano con l’acqua, formano emulsioni che si stratificano in due fasi. - Acidi grassi: acidi carbossilici aventi dai 4 ai 30 atomi di C (sempre pari). Sono saturi quando non presentano doppi legami, insaturi quando nella catene ve ne è uno o più e pertanto il numero di H è inferiore al quello massimo possibile. - Oli: liquidi a T ambiente, origine vegetale, contengono acidi grassi insaturi. Gli oli siccativi subiscono ossidazione e formano una patina protettiva dura; altri non induriscono ma irrancidiscono a contatto con l’O. Oli vegetali di scarso valore sono utilizzati per formare le margarine mediante un processo di idrogenazione catalitica che li trasforma in grassi idrogenati. - Grassi: solidi a T ambiente, contengono acidi grassi saturi, non subiscono idrogenazione ma irrancidiscono. - Fosfolipidi: esteri del glicerolo la cui molecola presenta una coda apolare (2 lunghe catene idrocarburiche degli a.grassi) e una testa polare (glicerolo, gruppo fosfato e azotato) e fa si che, in acqua, si dispongano in un doppio strato con le code verso l’interno e le teste verso l’esterno). Molto importanti le cefaline (tessuto cerebrale) e le lecitine (tuorlo) - Cere: composti solidi di esteri di acidi grassi con alcoli, insieme ad alcoli e acidi grassi liberi, piccole quantità di idrocarburi. Insaponificabili (terpeni, steroidi e vitamine) - Terpeni: prodotti naturali di origine vegetale costituiti da una catena idrocarburica insatura sostituita con gruppi ossidrilici e carbonilici. Miscele di terpeni costituiscono gli oli essenziali. - Steroidi: struttura ciclica ad anelli condensati, composti che svolgono svariate funzioni. (Colesterolo da cui derivano i sali biliari, testosterone e estradiolo per lo sviluppo sessuale) - Vitamine A, D, E, K: cosiddette liposolubili in quanto sono solubili nei grassi. Saponificazione: reazione di idrolisi a caldo con alcali. Reazione mediante la quale si ottengono i saponi, ossia sali di acidi grassi a lunga catena. *[In presenza di NaOH i saponi sono duri, risultano più morbidi se costituiti di KOH. Azione detergente si spiega a partire dalla presenza di una parte idrofoba (catena idroc.) che si scioglie nel grasso e da una parte idrofila (testa salina ionica) che invece si scioglie in acqua.] CARBOIDRATI • Composti organici contenenti C, H e O. • Formula grezza: Cn(H20)n Si classificano in: • Monosaccaridi: una sola molecola glucidica pertanto non possono essere scissi in glucidi più semplici • Oligosaccaridi: possono scindersi in un piccolo numero di monosaccaridi. • Polisaccaridi: si scindono per idrolisi in numerosi mono. Monosaccaridi - Catene di atomi di C (da 3 a 7) con un gruppo corbonilico C=O e tanti gruppi alcolici —OH quanti sono i restanti C della catena. In base alla posizione del gruppo carbonilico possono essere: • Aldosi: gruppo aldeidico (gruppo carbonilico legato ad almeno un atomo di H) nella posizione 1; • Chetosi: gruppo chetonico (gruppo carbonilico legato a due atomi di C) nella posizione 2. - Tutti i monosaccaridi presentano atomi di C*, sono quindi dotati di un’attività ottica destrogira o levogira. - Per distinguere le diverse posizioni spaziali dei sostituenti si prende come riferimento la struttura della (+)gliceraldeide: viene detta configurazione D una struttura che presenta l’ossidrile a destra della catena, e configurazione L quella con l’ossidrile a sinistra. - In presenza di più stereocentri, la denominazione avviene in riferimento al C* più lontano dal gruppo carbonilico. Monosaccaridi a catena chiusa - In acqua, il gruppo carbonilico reagisce con l’ossidrile presente sull’ultimo carbonio chirale e origina una struttura ciclica. Si forma un nuovo stereocentro (sul C 1 se ha reagito un gruppo aldeidico, sul C 2 nel caso di un gruppo chetonico) e i due isomeri risultanti vengono detti anomeri α (con l’ossidrile rivolto verso il basso) e β (ossidrile in alto). - Il potere rotatorio delle due forme si modifica progressivamente perchè si crea un equilibrio tra i due anomeri secondo un processo detto mutarotazione. Oligosaccaridi - Disaccaridi: condensazione di due molecole di monosaccaride (eliminazione di una molecola di acqua e formazione di un legame glicosidico C—O—C). - Maltosio: 2 molecole di D-glucosio (una α, l’altra β), si trova nel malto d’oro e di mais - Saccarosio: zucchero da tavola, ottenuto dalla canna da zucchero e dalla barbabietola. α-D-glucosio + β-D-fruttosio - Lattosio: solido bianco presente nel latte di tutti i mammiferi. Per idrolisi acida o mediante l’enzima lattasi, si scinde in β-D-galattosio e α-D-glucosio Polisaccaridi - Derivati da aldosi e chetosi per policondensazione; per idrolisi originano di/monosaccaridi. - Sostanze amorfe insapori, formano in acqua soluzioni colloidali o sono insolubili. - Amido: polimero dell’ α-D-glucosio, immagazzinato nei semi e nei tuberi con funzione di riserva. Costituito da amilosio e amilopectina. - Glicogeno: polimero del glucosio, funzione di riservì energetica nel fegato e nei muscoli. - Cellulosa: componente principale della struttura di sostegno delle piante, di natura fibrosa, molto abbondante nel cotone. Può subire esterificazione totale o parziale grazie alla presenza do tre gruppi ossidrili per ogni unità di glucosio. Con l’acido triossinitrico si ottiene la nitrocellulosa, con l’acido acetico si produce l’acetato di cellulosa.