Schema sulle biomolecole - Liceo scientifico, biennio, Schemi e mappe concettuali di Biologia

Scarica Schema sulle biomolecole - Liceo scientifico, biennio e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Biologia solo su Docsity! ACIDI NUCLEICI DNA e RNA: polimeri formati da monomeri detti nucleotidi. I nucleotidi hanno una struttura precisa; sono costituiti da: • gruppo fosfato, gruppo funzionale costituito da un atomo di fosforo in posizione centrale legato a quattro atomi di ossigeno, questi ultimi hanno una carica negativa. Il gruppo fosfato infatti è un gruppo molto reattivo, capace di reagire con molte molecole. • zucchero pentoso ribosio/desossiribosio • base azotata, una molecola abbastanza grande che si lega allo zucchero pentoso. Perché basi azotate? Tra gli atomi di carbonio ci sono anche degli atomi di azoto N. Le basi azotate sono 5 e si dividono in: pirimidine (ad anello semplice) come citosina, timina, uracile e purine (doppio anello) come adenina e guanina. Le basi azotate tra loro sono complementari e si legano in un modo preciso: citosina-guanina, timina-adenina, uracile- adenina. DNA RNA zucchero desossiribosio ribosio basi azotate timina-adenina uracile-adenina funzione contiene le informazioni per la sequenza di amminoacidi per la formazione delle proteine aiuta la traduzione delle informazioni contenute nel DNA e la formazione delle proteine filamento a doppia elica, tenuti insieme da legami a H tra le basi azotate. I due filamenti sono antiparalleli (paralleli ma in direzioni opposte) e ciò permette loro di adattarsi l'uno all'altro singolo La struttura degli acidi nucleici è una catena di nucleotidi uniti da legami covalenti tra lo zucchero di un nucleotide e il fosfato di quello successivo. Le basi sono attaccate allo zucchero e sporgono rispetto alla catena polinucleotidica. Il DNA è detto molecola informazionale, contiene infatti le informazioni per costruire tutte le proteine e ciò viene codificato dall'RNA nella sequenza delle basi azotate. L'informazione non dipende solo dal numero di basi azotate, dipende soprattutto dal tipo di basi azotate, infatti ad una precisa sequenza di basi corrisponde una precisa proteina. LIPIDI I lipidi sono biomolecole apolari e insolubili in acqua. Funzioni: ➔ oli e grassi sono riserve di energia ➔ fosfolipidi formano le membrane cellulari ➔ carotenoidi e clorofille servono alle piante per catturare l'energia solare ➔ steroidi e acidi grassi ruoli di regolazione ➔ grasso corporeo degli animali si divide in bruno e bianco, da piccoli è maggiore il grasso bruno mentre da grandi è maggiore quello bianco. Il grasso bruno fa da isolante termico ➔ riveste le cellule nervose facendo da isolante elettrico. Le cellule nervose sono costituite da un prolungamento molto lungo (assone) che va a trasmettere il segnale elettrico. Gli assoni hanno il rivestimento lipidico che fa da isolante, quindi grazie ad esso l'impulso in pochissimo tempo va dal nucleo della cellula fino alla fine dell'assone ➔ oli e cere sulla pelle, sul pelo, sulle penne, sulle foglie hanno funzione idrorepellente e impediscono la disidratazione Ci sono vari tipi di lipidi: a) TRIGLICERIDI Sono i lipidi più semplici. Si dividono in oli (liquidi a t ambiente), grassi (solidi a t ambiente). Sono formati da 3 acidi grassi+1 glicerolo (alcol con tre gruppi ossidrilici -OH). Ogni acido grasso è formato da una catena di C e H che termina con un gruppo carbossilico (COOH). Il gruppo COOH è idrofilico, mentre il resto della catena è idrofobico; una molecole come questa è detta anfipatica. Quando il gruppo carbossilico di ciascun acido grasso si lega al gruppo ossidrilico del glicerolo, si forma un legame estere, con l'eliminazione di un H2O acidi grassi si dividono in saturi insaturi il carbonio fa solo legami singoli catena carboniosa con doppi legami; dunque si forma una catena gli acidi grassi con un solo doppio rigida e lineare. Hanno un legame sono detto monoinsaturi, maggior apporto energetico. quelli con più doppi legami Si trovano in: strutto, acido polinsaturi. Hanno un minor apporto palmitico, grasso animale, burro. energetico poiché le molecole non Punto di fusione alto. riescono ad addossarsi le una sulle altre a causa dei gomiti. Si trovano in: acido linoleico e olio d'oliva. Punto di fusione basso. b) FOSFOLIPIDI Formati da due acidi grassi (parte idrofobica)+glicerolo. Il terzo gruppo ossidrilico del glicerolo si lega al fosfato (gruppo funzionale con una parziale carica negativa). Avendo una carica negativa si va a legare con un gruppo funzionale positivo: la colina, che è portatrice di ammina, o la serina, un amminoacido. Il fosfato e la colina sono la testa idrofila del lipide. I fosfolipidi sono i principali costituenti delle membrane cellulari e in questo ambiente acquoso fanno un doppio strato dove le parti idrofile interagiscono con l'acqua, mentre quelle idrofobiche stanno vicine nell'ambiente asciutto. c) CAROTENOIDI Pigmenti in grado di assorbire la luce. Li troviamo ad esempio negli ortaggi e conferiscono loro una colorazione rossa/arancione (es: carota, zucca, pomodoro). Un esempio di carotenoide è il beta-carotene che troviamo nelle foglie, dove a luce assorbita serve per la fotosintesi. Negli animali, e anche nell'uomo, il beta-carotene si scinde in due molecole di vitamina A dalla quale verrà sintetizzato un altro pigmento: la rodopsina (indispensabile per la vista). d) STEROIDI Hanno una struttura ad anelli. Esempi: colesterolo; costituente di membrane cellulari, Dalla struttura primaria non dipende la forma definitiva di una proteina, essa infatti dipende dai successivi ripiegamenti che però dipendono dalla struttura primaria. STRUTTURA SECONDARIA È dovuta a ripiegamenti regolari della catena, fatti grazie a legami a H (come le strutture successive). Due tipi: ➢ ad ɑ elica, la catena forma una spirale destrogira con i gruppi R che sporgono dall'ossatura dell'elica. L'avvolgimento è il risultato di legami H tra l'O del gruppo COO e L'H del gruppo NH. La formazione dell'elica può essere impedita dalla presenza di amminoacidi con gruppi R di grosse dimensioni. Questa struttura è frequente nelle proteine di tipo fibroso (es. cheratine) ➢ foglietto β pieghettato, si verifica quando due o più catene si avvicinano oppure una catena si ripiega su se stessa a C. Si formano legami a H tra i gruppi NH e i gruppi COO. Spesso le proteine contengono regioni ad ɑ elica e a foglietto β. STRUTTURA TERZIARIA Rappresenta la configurazione tridimensionale della proteina, il modo in cui i segmenti della proteina con diverse strutture secondarie si ripiegano. C'è una superficie interna poco accessibile alle interazioni e una esterna esposta all'ambiente e disponibile a legami tra i gruppi R dei vari amminoacidi, che causano ulteriori ripiegamenti. • Le catene laterali delle cisteine fanno i ponti di solfuro • Le catene laterali idrofobiche si posizionano all'interno • Le catene laterali cariche positivamente o negativamente fanno legami ionici • Le glicine, vista la loro piccola dimensione, si posizionano all'interno negli spazi vuoti • Legami a idrogeno tra le catene laterali idrofile, stabilizzano la proteina. STRUTTURA QUATERNARIA Deriva dal modo in cui le varie subuità (catena polipeptidica nella sua struttura terziaria) si legano e interagiscono tra loro. Es: emoglobina. Presente nei globuli rossi, che trasportano ossigeno. Costituita da 4 subunità uguali a due a due, ciascuna di esse presenta un gruppo eme, che contiene atomi di ferro che legano l'ossigeno e quindi rendono possibile il suo trasporto. A causa delle interazioni deboli che si instaurano tra gli amminoacidi nelle varie strutture, la proteina risulta molto sensibile alla temperatura e all'acidità. Il calore rompe i legami e modifica la forma e la funziona della molecola, quest'alterazione è detta denaturazione. Si solito è irreversibile. Gli organismi e l'energia fisica-joule biologia-caloria Energia chimica è la più importante in campo biologico, è l'energia conservata all'interno delle molecole. L'energia chimica può essere trasformata facilmente in altre forme di energia. Nelle cellule avvengono continuamente reazioni chimiche di tutti i tipi, che costituiscono il metabolismo cellulare. Le reazioni metaboliche sono di due tipi: • reazioni anaboliche: sintetizzano molecole complesse a partire da molecole più semplici, richiedono energia • reazioni cataboliche, demoliscono le molecole complesse in molecole più semplici, liberano energia Catabolismo e anabolismo sono strettamente accoppiati: l'energia e le molecole derivate dalle reazioni cataboliche sono utilizzate infatti come materiale per la sintesi di nuove molecole. ATP (adenosintrifosfato) E' un nucleotide costituito da adenina+ribosio+3 gruppi fosfati. Grazie alla presenza di 3 gruppi fosfati la molecole è molto energetica. Questo perchè l'ATP può essere scissa, perdere un gruppo fosfato e diventare ADP (adenosina fosfato), questa scissione libera tantissima energia che viene sfruttata dalle reazioni anaboliche nella cellula. L'ADP può perdere un altro gruppo fosfato e liberare altra energia, diventando AMP (adenosina monofosfato). Quindi: idrolisi ATP ATP+H 2 O=ADP+P i +energia P i : ione fosfato inorganico sintesi ATP ADP+Pi+energia=ATP+H2O La sintesi dell'ATP immagazzina la stessa quantità di energia che viene liberata dall'idrolisi. Le reazioni cellulari che possono fornire l'energia per sintetizzare l'ATP sono molte: es. respirazione cellulare. L'ATP viene prodotta nei mitocondri, organismi cellulari deputati alla respirazione cellulare, viene poi trasferita agli altri organuli delle cellule dove verrà usata la sua energia, dalla cellula usciranno poi i prodotti delle reazioni cellulari.