Lipidi: struttura e classificazione

I lipidi sono un gruppo eterogeneo di biomolecole accomunate dalla caratteristica di essere insolubili in acqua e solubili in solventi organici come etere, acetone e idrocarburi. Sono costituiti principalmente da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno, con l'aggiunta di fosforo nei fosfolipidi.

I lipidi si distinguono in quattro gruppi principali:

1. Trigliceridi
2. Fosfolipidi
3. Cere
4. Steroli

Definizione: I trigliceridi, anche chiamati grassi, sono esteri formati dalla condensazione del glicerolo con tre acidi grassi.

Il glicerolo è un alcol con tre atomi di carbonio e tre gruppi ossidrili $-OH$, mentre gli acidi grassi sono acidi carbossilici a catena lunga e lineare.

Funzione: I grassi nell'organismo hanno una funzione di riserva energetica e vengono immagazzinati nelle cellule adipose.

I trigliceridi si classificano in:

• Grassi saturi: le catene di atomi di carbonio degli acidi grassi sono prive di legami multipli e sono solidi a temperatura ambiente
• Grassi insaturi: possiedono doppi legami nelle catene idrocarburiche degli acidi grassi. Alcuni sono di origine vegetale e vengono chiamati oli $es. olio d'oliva$

Highlight: Nell'alimentazione umana, alcuni acidi grassi sono definiti "essenziali" perché non possono essere sintetizzati dall'organismo e devono essere assunti con la dieta.

I fosfolipidi hanno una struttura simile ai trigliceridi, ma con una differenza fondamentale: uno degli acidi grassi è sostituito da un gruppo fosfato. Questa caratteristica conferisce loro proprietà anfipatiche, cruciali per la formazione delle membrane cellulari.

Vocabolario: Le molecole anfipatiche possiedono sia una parte idrofila che una parte idrofoba, permettendo loro di interagire sia con l'acqua che con i lipidi.

Proteine e acidi nucleici: struttura e funzioni

Le proteine sono macromolecole biologiche composte da catene di amminoacidi. Svolgono numerose funzioni essenziali negli organismi viventi:

• Funzione catalitica $enzimi$
• Funzione strutturale
• Funzione di trasporto
• Funzione regolatrice

Definizione: Gli amminoacidi sono molecole organiche contenenti un gruppo amminico $-NH₂$ e un gruppo carbossilico $-COOH$.

La struttura delle proteine si organizza su quattro livelli:

1. Struttura primaria: sequenza lineare di amminoacidi
2. Struttura secondaria: conformazioni locali $α-elica, β-foglietto$
3. Struttura terziaria: ripiegamento tridimensionale della catena
4. Struttura quaternaria: associazione di più catene polipeptidiche

Esempio: L'emoglobina è una proteina con struttura quaternaria, composta da quattro subunità.

Gli acidi nucleici sono macromolecole biologiche che contengono l'informazione genetica degli organismi. I due tipi principali sono:

1. DNA $acido desossiribonucleico$
2. RNA $acido ribonucleico$

Highlight: Il DNA contiene le istruzioni genetiche per lo sviluppo e il funzionamento di tutti gli organismi viventi conosciuti.

La struttura di base degli acidi nucleici è composta da:

• Uno zucchero pentoso $desossiribosio nel DNA, ribosio nell'RNA$
• Un gruppo fosfato
• Una base azotata $adenina, guanina, citosina, timina nel DNA; uracile al posto della timina nell'RNA$

Vocabolario: I nucleotidi sono le unità di base degli acidi nucleici, formati dall'unione di uno zucchero, un gruppo fosfato e una base azotata.

Le funzioni principali degli acidi nucleici includono:

• Conservazione dell'informazione genetica $DNA$
• Trascrizione e traduzione dell'informazione genetica $RNA$
• Regolazione dell'espressione genica

Esempio: Il processo di sintesi proteica coinvolge sia il DNA $come stampo$ che diversi tipi di RNA $mRNA, tRNA, rRNA$ per la produzione di proteine.

Pagina 3: Struttura e Funzioni delle Proteine

Le proteine rappresentano le macromolecole biologiche più sofisticate, con ruoli cruciali in tutti i processi vitali.

Definition: Gli amminoacidi sono i costituenti base delle proteine, caratterizzati da un gruppo amminico, un gruppo carbossilico e una catena laterale.

Highlight: Le proteine svolgono funzioni enzimatiche, di trasporto, strutturali e di regolazione.

Example: Gli enzimi sono proteine che accelerano le reazioni chimiche nelle cellule.

Carboidrati: struttura e funzioni

I carboidrati sono biomolecole composte da carbonio, idrogeno e ossigeno, chiamati anche glucidi, glicidi, saccaridi o zuccheri. Hanno un ruolo centrale negli organismi viventi grazie alle loro molteplici funzioni:

• Funzione energetica: forniscono energia alle cellule per le attività biologiche
• Funzione di riserva: garantiscono una scorta di glucosio da utilizzare quando necessario
• Funzione strutturale: fungono da componenti di sostegno e protezione cellulare, come la cellulosa

I carboidrati si classificano in base al numero di monomeri in:

1. Monosaccaridi $es. glucosio, fruttosio$
2. Oligosaccaridi $es. saccarosio, lattosio$
3. Polisaccaridi $es. amido, cellulosa, glicogeno$

Definizione: I monosaccaridi sono i carboidrati più semplici, con formula generale CnH₂nOn. Possono essere classificati in base al numero di atomi di carbonio $es. triosi, pentosi, esosi$.

Esempio: Il glucosio e il fruttosio sono esempi comuni di monosaccaridi esosi, con 6 atomi di carbonio.

I monosaccaridi con 5 o 6 atomi di carbonio possono formare strutture ad anello attraverso una reazione interna chiamata addizione nucleofila. Questo processo porta alla formazione di stereoisomeri chiamati anomeri α e β.

Vocabolario: Gli anomeri sono stereoisomeri che si distinguono per la posizione del gruppo ossidrile rispetto al gruppo funzionale nell'anello del monosaccaride.

Gli oligosaccaridi sono formati dalla condensazione di poche molecole di monosaccaride, unite da legami glicosidici. I disaccaridi più noti sono il saccarosio $zucchero da tavola$, il lattosio e il maltosio.

Highlight: Gli oligosaccaridi uniti a lipidi e proteine formano glicoproteine e glicolipidi, che svolgono importanti funzioni come marcatori cellulari.

I polisaccaridi più importanti sono:

1. Amido: materiale di riserva delle piante, composto da amilosio $lineare$ e amilopectina $ramificata$
2. Cellulosa: componente strutturale delle pareti cellulari vegetali
3. Glicogeno: riserva energetica negli animali, sintetizzato dal fegato e dalle cellule muscolari

Esempio: La cellulosa è un polisaccaride indigeribile per l'uomo, ma le sue fibre favoriscono la digestione e il transito intestinale.