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Unità 1 Le molecole della vita

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In apertura: Lattosio, sì o no?

Latte e latticini sono cibi nutrienti, ricchi di proteine e minerali

Per milioni di persone, però, i benefici di questi alimenti sono accompagnati da problemi: sono infatti intolleranti al lattosio, lo zucchero principale del latte

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Per assorbire il lattosio, le cellule dell’intestino tenue devono produrre un enzima, la lattasi, in grado di accelerare la demolizione del lattosio


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Chi è intollerante al lattosio produce una quantità insufficiente di lattasi


5 5


La maggior parte degli esseri umani non produce lattasi in età adulta

La capacità di digerire da adulti è dovuta a una mutazione genetica

9000 anni fa, questa mutazione si diffuse tra le popolazioni del nord Europa, quando iniziarono ad allevare bestiame da latte


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Lezione 1

ELEMENTI, COMPOSTI E LEGAMI

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Gli organismi sono costituiti da materia

La materia è tutto ciò che occupa spazio e ha massa (peso)

– La materia è composa da elementi chimici

– Elemento: una sostanza che non può essere separata chimicamente in altre sostanze

– Gli elementi chimici naturali conosciuti sono circa 90

– Per la vita sono fondamentali circa 25 elementi

– Gli elementi in tracce sono essenziali per l’organismo, ma solo in quantità minime

1.1 Tutti gli organismi sono costituiti da circa 25 elementi chimici

8

Check

Quali sono i quattro elementi chimici più abbondanti nella materia vivente?

1.1 Tutti gli organismi sono costituiti da circa 25 elementi chimici

9

1.2 Gli atomi sono costituiti da protoni, neutroni ed elettroni

L’atomo è la più piccola unità di materia che conserva ancora le proprietà di un elemento

– L’atomo può essere scisso in più di cento tipi di particelle subatomiche, ma solo tre sono importanti per i composti biologici

– Protone: carica elettrica positiva

– Elettrone: carica elettrica negativa

– Neutrone: elettricamente neutro

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Nel nucleo, neutroni e protoni sono a stretto contatto

Gli elettroni orbitano intorno al nucleo quasi alla velocità della luce

– L’attrazione tra la carica positiva dei protoni e la carica negativa degli elettroni li trattiene vicino al nucleo

– Protoni e neutroni hanno dimensioni impossibili da rappresentare correttamente in scala

– Se l’atomo di elio fosse uno stadio, il suo nucleo sarebbe una mosca al centrocampo, e gli elettroni due moscerini che ronzano intorno allo stadio


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Gli atomi dei vari elementi differiscono per il numero di particelle subatomiche

Tutti gli atomi di un dato elemento hanno lo stesso numero di protoni, indicato dal numero atomico

– Un atomo di elio ha due protoni: numero atomico 2

– Un atomo di carbonio ha sei protoni: numero atomico 6


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Nube elettronica

Protoni

6e–

Nucleo

Elettroni

Neutroni

6

6

6

Numero atomico = 6

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Nube elettronica

Protoni

6e–

Nucleo

Elettroni

Numero di massa = 12

Neutroni

6

6

6

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Solo gli elettroni sono coinvolti nell’attività chimica

Gli elettroni si dispongono su livelli di energia chiamati gusci elettronici

– La tavola periodica degli elementi contiene informazioni sulla disposizione degli elettroni nei vari elementi

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Un atomo può avere uno, due o più gusci elettronici

– Le proprietà chimiche di un atomo sono determinate dal numero di elettroni nel guscio più esterno

– Il primo guscio elettronico può ospitare fino a due elettroni, quelli più esterni fino a otto


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Gli atomi con il guscio esterno completo sono più stabili di quelli con guscio esterno incompleto

– Per raggiungere la massima stabilità un atomo può donare, condividere, ricevere elettroni

– Questo determina interazioni tra gli atomi chiamate legami chimici

1.3 Gli atomi si uniscono per formare molecole tramite legami chimici

17

Check

Quanti elettroni e quanti gusci elettronici ha un atomo di sodio?

Quanti sono gli elettroni nel suo guscio esterno?


18


Quando un atomo, o una molecola, acquisiscono una o più cariche elettriche diventano ioni

– La perdita di un elettrone determina l’acquisto di una carica positiva

– Il guadagno di un elettrone dona una carica negativa

Due ioni con carica opposta si attraggono

– Quando l’attrazione è abbastanza forte da legarli si forma un legame ionico

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Na Atomo di sodio

Trasferimento di un elettrone

Cl Atomo di cloro

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Na+ Ione sodio

Cl– Ione cloruro

Cloruro di sodio (NaCl)

+ – Trasferimento di un elettrone

Na Atomo di sodio

Cl Atomo di cloro

21

Na+

Cl–

22

Check

Che cosa tiene uniti gli atomi in un cristallo di cloruro di sodio (NaCl)?


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In un legame covalente due atomi condividono una o più coppie di elettroni

– Due o più atomi uniti da legami covalenti formano una molecola

25

Check

La seguente formula di struttura è sbagliata: sai dire perché?

H–C=C–H


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1.4 Le particolari proprietà dell’acqua favoriscono la vita

In una molecola gli atomi sono in costante competizione per gli elettroni condivisi nei legami

– L’elettronegatività è l’attrazione che un atomo esercita sugli elettroni condivisi

– Più un atomo è elettronegativo, maggiore è la forza con cui attira gli elettroni

esplorando

27

Nelle molecole formate da un solo elemento gli atomi esercitano un’uguale attrazione sugli elettroni

– Di conseguenza, si formano legami covalenti puri (o non polari)


esplorando

28

Gli atomi che formano la molecola di acqua hanno invece una diversa elettronegatività

– L’ossigeno attrae gli elettroni con più forza rispetto all’idrogeno

– Gli elettroni passano quindi più tempo vicino all’atomo di ossigeno

– In questo modo si genera un legame covalente polare


esplorando

29

Nell’acqua, l’ossigeno acquista una parziale carica negativa, mentre gli atomi di idrogeno acquistano una parziale carica positiva

– L’acqua è dunque una molecola polare, ha cioè una ineguale distribuzione delle cariche


esplorando

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(–) (–)

O

H H

(+) (+)

31

Check

Perché è improbabile che due molecole di acqua vicine si dispongano come illustrato?


esplorando

32


Alcuni legami chimici sono più deboli di quelli covalenti

Quando è parte di un legame covalente polare, un atomo di idrogeno può interagire con atomi elettronegativi

– Per esempio ossigeno e azoto

Si forma in questo modo un legame idrogeno

– Una molecola di acqua forma legami idrogeno con le molecole d’acqua adiacenti

esplorando

33

Legame idrogeno

34

Check

Che cosa permette alle molecole di acqua vicine di stabilire legami idrogeno?


esplorando

35


La tendenza delle molecole di una sostanza a restare unite tra loro è detta coesione

– Grazie ai legami idrogeno nell’acqua la coesione è molto più forte che nella maggior parte degli altri liquidi

– Questa caratteristica è assai importante per gli esseri viventi

– Le piante dipendono dalle forze di coesione per il trasporto dell’acqua e delle sostanze nutritive

esplorando

36

Una forza connessa alla coesione è la tensione superficiale, una misura della resistenza alla deformazione della superficie di un liquido

– I legami idrogeno conferiscono all’acqua una tensione superficiale insolitamente alta


esplorando

37

Check

Sai spiegare in che modo l’acqua risale attraverso il fusto dei fiori recisi posti in un vaso?


esplorando

38


Grazie ai suoi legami idrogeno, l’acqua ha una elevata resistenza alle variazioni di temperatura

– Il calore è l’energia associata al movimento degli atomi e delle molecole nella materia

– La temperatura misura la velocità media degli atomi e delle molecole

Nel caso dell’acqua, parte dell’energia assorbita serve per spezzare i legami idrogeno

esplorando

39


40

Check

Perché nei mesi estivi l’umidità sembra rendere le giornate più calde?


esplorando

41


L’acqua esiste in natura allo stato gassoso, liquido e solido

– Quando si trova allo stato solido l’acqua è meno densa di quando è allo stato liquido: questo è dovuto ai legami idrogeno

esplorando

42

Quando l’acqua ghiaccia, ogni molecola forma legami idrogeno stabili con quattro molecole vicine

– Si crea un reticolo tridimensionale

– Le molecole sono poste a distanza regolare

Il ghiaccio è meno denso dell’acqua e quindi galleggia


esplorando

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Acqua allo stato liquido

I legami idrogeno si spezzano

e si riformano in continuazione

Ghiaccio

I legami idrogeno

sono stabili

Legami idrogeno

44

Check

Perché la frattura delle rocce può essere causata dal congelamento dell’acqua contenuta nelle loro fessure?


esplorando

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Una soluzione è un miscuglio omogeneo di due o più sostanze

– L’agente che scioglie è chiamato solvente

– La sostanza che viene sciolta è chiamata soluto

Se il solvente è l’acqua, si parla di soluzione acquosa

esplorando

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L’acqua è un ottimo solvente grazie alla polarità delle sue molecole

Questa proprietà è fondamentale per la vita

– Il sale da tavola si scioglie facilmente in acqua

– Gli ioni sodio e cloro e le molecole d’acqua si attraggono reciprocamente grazie al fatto che possiedono cariche opposte


esplorando

47

Ione in soluzione

Cristallo di sale

48

Check

Che cos’è una soluzione acquosa?


esplorando

49

1.5 La diversità delle molecole che caratterizzano la vita si fonda sulle proprietà del carbonio

Quasi tutte le molecole sintetizzate dalle cellule sono composte da atomi di carbonio legati tra loro e con atomi di altri elementi

– Queste molecole a base di carbonio sono chiamate composti organici

– Un atomo di carbonio può formare fino a quattro legami

– In questo modo può formare ramificazioni in quattro direzioni

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Il metano (CH4) è una delle molecole organiche più semplici

– Quattro atomi di idrogeno sono legati a un atomo di carbonio mediante quattro legami covalenti

– Ognuno dei quattro trattini nella formula di struttura rappresenta una coppia di elettroni condivisa


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Formula di struttura

Modello a sfere e bastoncini

modello

molecolare

Metano

I quattro legami del carbonio puntano verso i vertici

di un immaginario tetraedro

52

Il metano e i composti costituiti esclusivamente da carbonio e idrogeno sono chiamati idrocarburi

– Gli atomi di carbonio, legati a quelli di idrogeno, si uniscono tra loro formando catene di varia lunghezza


53

La catena di atomi di carbonio in una molecola organica è chiamata scheletro carbonioso

– Gli scheletri carboniosi possono essere lineari oppure ramificati

– Composti con la stessa formula molecolare, ma con struttura diversa sono chiamati isomeri


54

Check

Perché gli isomeri hanno la stessa formula molecolare (ovvero lo stesso tipo e numero di atomi) ma proprietà differenti?


55

Le proprietà esclusive di ogni composto organico dipendono da

– Dimensioni e forma del suo scheletro carbonioso

– Gruppi di atomi (gruppi funzionali) a esso legati

I gruppi funzionali influenzano in modo specifico l’esito delle reazioni chimiche

1.6 Alcuni gruppi chimici determinano le proprietà dei composti organici

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I composti che contengono gruppi funzionali polari tendono a essere idrofili (“amanti dell’acqua”)

– Sono dunque solubili in acqua, una condizione essenziale per esplicare il loro importante ruolo nei processi vitali


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I gruppi funzionali sono

– Gruppo ossidrilico OH: un atomo di idrogeno legato a un atomo di ossigeno

– Gruppo carbonilico: un atomo di carbonio è legato un atomo di ossigeno da un doppio legame

– Gruppo carbossilico: un atomo di carbonio unito a un atomo di ossigeno, con un doppio legame, e a un gruppo ossidrilico, con un legame semplice

– Gruppo amminico: un atomo di azoto legato a due atomi di idrogeno e a uno scheletro carbonioso

– Gruppo fosfato: costituito da un atomo di fosforo legato a quattro atomi di ossigeno

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Un esempio di composti simili che differiscono solo per i gruppi funzionali è quello di due ormoni sessuali:

– L’estradiolo è l’ormone sessuale femminile

– Il testosterone è l’ormone sessuale maschile

– Nonostante differiscano solo per i gruppi funzionali sono in grado di guidare lo sviluppo dei caratteri sessuali maschili o femminili


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Estradiolo

Leone Testosterone

Leonessa

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Estradiolo

Leonessa

64

Leone Testosterone

65

Check

Tra i seguenti gruppi funzionali, quali non contengono carbonio?

Carbonilico

Carbossilico

Fosfato

Metilico

Ossidrilico

Amminico


66

1.7 Le cellule sintetizzano grandi molecole a partire da un numero limitato di molecole più piccole

Le grandi molecole biologiche si dividono in quattro classi principali

– Carboidrati

– Lipidi

– Proteine

– Acidi nucleici

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Date le notevoli dimensioni, queste molecole sono indicate dai biologi come macromolecole

Le cellule sintetizzano la maggior parte delle macromolecole unendo molecole più piccole in catene chiamate polimeri

Le unità che costituiscono i polimeri sono chiamate monomeri


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La cellula sintetizza una grande varietà di polimeri partendo da un numero ridotto di monomeri

– Le proteine sono costruite utilizzando solo venti amminoacidi diversi, mentre per il DNA bastano quattro basi azotate

I monomeri utilizzati dalle cellule sono comuni a tutti gli organismi


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Le cellule uniscono i monomeri per “costruire” i polimeri mediante reazioni di condensazione

Per demolire i polimeri, le cellule compiono una reazione di idrolisi

Queste reazioni necessitano dell’aiuto di enzimi, proteine specializzate che accelerano le reazioni chimiche cellulari


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Monomero libero

Polimero a catena breve

71

Polimero più lungo

Reazione di disidratazione

Monomero libero

Polimero a catena breve

73

Idrolisi

74

Check

Con quali reazioni gli amminoacidi che fanno parte delle proteine di un formaggio vengono riassemblati per formare le proteine del nostro corpo?


75

Lezione 2

I CARBOIDRATI

77

1.8 I monosaccaridi sono i carboidrati più semplici

I carboidrati sono una classe di molecole di dimensioni molto varie

– Dalle piccole molecole dello zucchero sciolto nelle bibite…

– … alle grandi molecole di amido, un polisaccaride presente nella pasta e nelle patate

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79

In genere la formula molecolare di un monosaccaride è un multiplo della semplice formula CH2O

Diversi monosaccaridi differiscono solo nella disposizione degli atomi (sono isomeri)

– Differenze apparentemente trascurabili come queste conferiscono agli isomeri proprietà diverse

I monosaccaridi, in particolare il glucosio, sono il principale combustibile chimico della cellula


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Glucosio

(un aldoso)

Fruttosio

(un chetoso)

81

Formula di struttura

Formula semplificata

Struttura semplificata

82

Check

Scrivi la formula molecolare di un monosaccaride con tre atomi di carbonio


83

1.9 Le cellule formano i disaccaridi unendo due monosaccaridi

La cellula sintetizza i disaccaridi a partire da due monosaccaridi con una reazione di condensazione

– Il disaccaride più comune è il saccarosio, costituito da glucosio e fruttosio

84

1.9 Le cellule formano i disaccaridi unendo due monosaccaridi

Check

Il lattosio, il disaccaride del latte, è costituito da glucosio e galattosio. La formula di entrambi questi monosaccaridi è C6H12O6

– Qual è la formula molecolare del lattosio?

85

Glucosio Glucosio

86

Glucosio Glucosio

Maltosio

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I dolcificanti contenuti nei prodotti industriali possono portare all’obesità?

Dall’idrolisi dell’amido si ottiene glucosio, che in parte può essere convertito in fruttosio per ottenere un dolcificante più gustoso del solo glucosio

Questo dolcificante, conosciuto come sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio (high-fructose corn syrup o HFCS), è contenuto in molti prodotti industriali

– Sembra che l’incidenza di diabete di tipo 2 e di malattie croniche associate all’aumento di peso sia cresciuta quando è aumentato il consumo di HFSC

– Secondo gli scienziati un eccessivo consumo di dolcificanti e grassi insieme a una ridotta attività fisica favoriscono l’aumento di peso

COLLEGAMENTO salute

88


89

1.10 I polisaccaridi sono lunghe catene di monosaccaridi

I polisaccaridi sono polimeri di monosaccaridi

– Sono usati dagli organismi come depositi di energia o come composti strutturali

90

Amido: polisaccaride di riserva energetica nelle piante; è costituito da monomeri di glucosio

Glicogeno: polisaccaride di riserva energetica degli animali; è costituito da monomeri di glucosio

Cellulosa: è il polimero di glucosio con cui sono costituite le pareti cellulare nelle piante

Chitina: è un polisaccaride con cui insetti e crostacei costruiscono il proprio esoscheletro


91

Quasi tutti i carboidrati sono idrofili a causa dei numerosi gruppi ossidrilici presenti nei monomeri da cui sono formati


92

Granuli di amido in cellule di patata

Granuli di glicogeno nel tessuto muscolare

Fibrille di cellulosa nella parete di una cellula vegetale

Molecole di cellulosa

Monomero di glucosio

GLICOGENO

CELLULOSA

Legami idrogeno

AMIDO

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Granuli di amido in cellule di patata

Monomero di glucosio

AMIDO

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Granuli di glicogeno nel tessuto muscolare

GLICOGENO

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Fibrille di cellulosa nella parete di una cellula vegetale

Molecole di cellulosa

CELLULOSA

Legami idrogeno

96

Check

Amido e cellulosa sono due polisaccaridi di origine vegetale; quali sono le somiglianze e le differenze tra i due?


97

Lezione 3

I LIPIDI

98

1.11 I grassi sono lipidi impiegati principalmente per immagazzinare energia

I lipidi sono composti idrofobi (“temono l’acqua”) importanti per immagazzinare energia

– Contengono il doppio di energia di un polisaccaride

I grassi (trigliceridi) sono lipidi costituiti da glicerolo e acidi grassi

99


100

Gli acidi grassi si legano al glicerolo per condensazione formando i trigliceridi

– Un trigliceride contiene una molecola di glicerolo legata a tre acidi grassi


101

Acido grasso

Glicerolo

103

Alcuni acidi grassi contengono doppi legami

– Per questo si formano pieghe nella catena carboniosa

– Sono detti insaturi perché hanno un numero di atomi di idrogeno inferiore agli acidi grassi privi di doppi legami (saturi)

– Le pieghe degli acidi grassi insaturi impediscono alle molecole di compattarsi e di solidificare a temperatura ambiente


104

Check

Che cosa sono i grassi?


105

1.12 I fosfolipidi e gli steroidi svolgono funzioni fondamentali nelle cellule

I fosfolipidi sono strutturalmente simili ai trigliceridi e sono componenti fondamentali della cellula

– Sono i costituenti principali della membrana cellulare, formata da un doppio strato di fosfolipidi

– Le “teste” idrofile, costituite dal gruppo fosfato sono rivolte verso l’ambiente acquoso interno ed esterno

– Le “code” idrofobe, costituite dagli acidi grassi, sono raggruppate nel mezzo

106

Acqua

Code idrofobe

Teste idrofile

Acqua

107

Gli steroidi sono lipidi il cui scheletro carbonioso è costituito da quattro anelli uniti tra loro

– Il colesterolo è un importante steroide presente nelle membrane delle cellule animali

– È anche il materiale di partenza per sintetizzare altri steroidi, tra cui gli ormoni sessuali


109

Check

Perché gli ormoni sessuali umani sono considerati lipidi?


110

Gli steroidi anabolizzanti sono pericolosi?

Gli steroidi anabolizzanti sono varianti sintetiche del testosterone, che determinano uno sviluppo della muscolatura e delle ossa

– Possono essere utilizzati a fini terapeutici

– In ambito sportivo sono sfruttati (illegalmente) per potenziare le prestazioni, ponendo gli atleti in serio pericolo

COLLEGAMENTO salute

111


112

Lezione 4

LE PROTEINE

113

1.13 Le proteine svolgono un ruolo fondamentale in molte strutture e funzioni cellulari

Una proteina è un polimero costituito da monomeri chiamati amminoacidi

– Ogni proteina ha una struttura tridimensionale unica che corrisponde a una specifica funzione

114


Gli enzimi sono proteine che agiscono da catalizzatori nella cellula

Le proteine strutturali si trovano nei peli dei mammiferi e nelle fibre di tessuti connettivi come i tendini e i legamenti

Le proteine contrattili come l’actina e la miosina si trovano nei muscoli

Le proteine di difesa, come gli anticorpi, contribuiscono a combattere le infezioni

115

Le proteine regolatrici (o proteine-segnale) sono ormoni e altri messaggeri che contribuiscono a coordinare le attività dell’organismo

Le proteine-recettore si trovano all’interno delle membrane cellulari e favoriscono il riconoscimento di particolari molecole

Le proteine di trasporto spostano le sostanze nel corpo


116


117

Check

Quale, tra le macromolecole indicate, non è una proteina?

– Emoglobina

– Colesterolo

– Ovalbumina

– Lattasi

– Actina


118

1.14 Le proteine sono costituite da amminoacidi legati mediante legami peptidici

Tutti gli amminoacidi contengono un gruppo amminico e un gruppo carbossilico

– Questi sono uniti da un legame covalente a un atomo di carbonio centrale, chiamato carbonio alfa

– Al carbonio alfa sono legati anche un atomo di idrogeno e il gruppo R, o catena laterale

119

Gruppo carbossilico

Gruppo amminico

120

Gli amminoacidi possono essere divisi in idrofili e idrofobi

– Quelli con un gruppo R polare sono idrofili

– Quelli con un gruppo R apolare sono idrofobi


121

Gli amminoacidi (monomeri) sono uniti per formare le catene polipetidiche (polimeri)

– Ciò avviene tramite una reazione di disidratazione guidata da un enzima

– Il gruppo carbossilico di un amminoacido si lega al gruppo amminico di quello successivo, liberando una molecola di acqua

– Il legame covalente risultante si chiama legame peptidico


122

Gruppo carbossilico

Amminoacido

Gruppo amminico

Amminoacido

123

Legame peptidico

Dipeptide

Reazione di disidratazione

Gruppo carbossilico

Amminoacido

Gruppo amminico

Amminoacido

124

Check

Che cosa accomuna la sintesi di un dipeptide con quella di un polisaccaride?


125

1.15 Nelle proteine si distinguono quattro livelli strutturali

Una proteina può avere quattro livelli di struttura

– Struttura primaria

– Struttura secondaria

– Struttura terziaria

– Struttura quaternaria

esplorando

126

La struttura primaria di una proteina è rappresentata dalla sequenza di amminoacidi

– La corretta sequenza è precisamente definita dal patrimonio genetico della cellula

– Anche un leggero cambiamento nella struttura primaria della proteina può avere effetti sulla forma complessiva della molecola e sulla sua funzione


esplorando

127

La struttura secondaria di una proteina è rappresentata dall’avvolgimento o dal ripiegamento di parti del polipeptide

– L’avvolgimento a elica della catena polipeptidica determina la formazione di alfa eliche

– Un particolare tipo di ripiegamento porta invece al foglietto ripiegato (o foglietto beta)

– Queste strutture si formano grazie a legami idrogeno che si formano a intervalli regolari lungo la catena polipeptidica


esplorando

128

Le ghiandole addominali del ragno producono

le fibre della ragnatela, costituite da una proteina

fibrosa ricca di foglietti beta

Le fibre radiali, rigide,

contribuiscono a fissare

la forma della ragnatela

Le fibre concentriche,

usate per catturare le prede,

sono elastiche

e conferiscono resistenza

a vento, pioggia, aggressioni


129

La struttura terziaria è la forma tridimensionale complessiva assunta da un polipeptide

– Solitamente la struttura terziaria di un polipeptide deriva dalle interazioni tra i gruppi R dei suoi amminoacidi

– La forma di una proteina può essere ulteriormente stabilizzata da legami covalenti chiamati ponti disolfuro


esplorando

130

Molte proteine sono costituite da due o più polipeptidi (subunità) che, associandosi, costituiscono una struttura quaternaria

– Il collagene è una proteina fibrosa con subunità elicoidali avvolte a formare una tripla elica più spessa

– Questa struttura quaternaria conferisce alle fibre di collagene una grande resistenza alla trazione


esplorando

131

Amminoacidi

Struttura primaria

132

Amminoacidi

Struttura primaria

Alfa elica

Legame idrogeno

Struttura secondaria

Foglietto beta

133

Amminoacidi

Struttura primaria

Alfa elica

Legame idrogeno


Foglietto beta

Polipeptide (singola subunità di transtiretina)

Struttura terziaria

134

Amminoacidi

Struttura primaria

Alfa elica

Legame idrogeno


Foglietto beta


Struttura terziaria

Transtiretina, con le sue quattro subunità identiche

Struttura quaternaria

135

Amminoacidi

Struttura primaria

136

Amminoacidi

Alfa elica

Legame idrogeno


Foglietto beta

137


Struttura terziaria

138

Transtiretina, con le sue quattro subunità identiche

Struttura quaternaria

139

Check

Una mutazione genetica può alterare la struttura primaria di una proteina. In che modo ciò potrebbe incidere anche sulla funzione della proteina interessata?


esplorando

140

Lezione 5

ACIDI NUCLEICI

141

1.16 Gli acidi nucleici sono polimeri di nucleotidi

Gli acidi nucleici (polinucleotidi) sono polimeri costituiti da monomeri detti nucleotidi

– I nucleotidi sono composti da tre parti

– Uno zucchero a cinque atomi ci carbonio: ribosio per l’RNA, desossiribosio per il DNA)

– Un gruppo fosfato

– Una base azotata

142

Gruppo fosfato

Base azotata

(adenina)

Zucchero

143

Le basi azotate del DNA sono:

– Adenina – Timina

– Guanina – Citosina

Le basi azotate dell’RNA sono:

– Adenina – Uracile

– Guanina – Citosina


144

Gli acidi nucleici si formano quando più nucleotidi si uniscono tramite condensazione

Il gruppo fosfato di un nucleotide si lega allo zucchero del monomero successivo

– Il risultato è uno scheletro di unità zucchero-fosfato, da cui si proiettano le basi azotate


145

Il DNA ha una configurazione a doppia elica: due polinucleotidi avvolti a spirale l’uno intorno all’altro

– Le due catene sono tenute unite dai legami idrogeno si formano tra le basi azotate appaiate

– A si appaia sempre con T

– C si appaia sempre con G

L’RNA, solitamente, è costituito da un unico filamento polinucleotidico


146

Coppia di basi azotate

147

Check

In che modo RNA e DNA cooperano a livello funzionale?


148

1.17 La tolleranza al lattosio è un evento recente nell’evoluzione umana

La maggior parte degli esseri umani smette di sintetizzare l’enzima lattasi nella prima infanzia

La capacità di continuare a produrlo anche in età adulta è diffusa nelle popolazioni di origini nordeuropee

Questo carattere è diventato comune in questo gruppo perché vantaggioso per la sopravvivenza

Nel clima nordeuropeo, gli esseri umani dovevano sfruttare risorse alimentari non vegetali, tra cui latte e i latticini

I portatori di un’alterazione genetica che permetteva di continuare a produrre la lattasi in età adulta risultavano avvantaggiati: perciò l’alterazione si diffuse e fu tramandata

alla luce dell’evoluzione

150

1.17 La tolleranza al lattosio è un evento recente nell’evoluzione umana

Check

Il caso dell’intolleranza al lattosio coinvolge tre delle quattro classi principali di macromolecole organiche. Quali sono?

alla luce dell’evoluzione

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