I costituenti chimici della cellula - Acidi nucleici, I lipidi, Le proteine, Le vitamine

I costituenti chimici della cellula

Le sostanze chimiche sono in natura circa 10 milioni e con quelle che l'essere umano produce in laboratorio, raggiungono un numero altissimo. Le sostanze chimiche variano anche per dimensione. Una sostanza chimica è costituita da un' entità estremamente piccola: l'atomo. Già dai tempi prima di cristo si immaginava che le sostanza potessero essere costituite da cose estremamente piccole, e così dal greco atomo (cosa estremamente piccola) è arrivato ai giorni nostri. Una branchia delle scienze naturali, la chimica, si occupa dello studio dei comportamenti dell'atomo. In natura esistono diversi tipi di atomi. In natura se ne conoscono circa novanta che differiscono in forma e dimensioni (in base al numero di protoni e neutroni); al di là di questi l'uomo ne produce sempre degli altri; al momento se ne conoscono circa 119 tipi. Dei 40 esistenti in natura se ne usano circa 20, la restante parte non viene usata perché non presente nella vita (atomo di un sasso). Dei 20, non tutti partecipano all'uso allo stesso livello quantitativo. I tipi di atomi che partecipano maggiormente al componimento delle sostanze chimiche sono idrogeno, ossigeno, carbonio, azoto. Una sostanza chimica nasce dall'unione di diversi atomi in qualità e quantità determinata. Infatti gli atomi hanno la tendenza ad unirsi, non esistono atomi isolati. Le sostanze tipiche di un essere vivente sono l'acqua (in diverse percentuali). L'atomo di forma e dimensione all'organismo vivente, è solvente per altre sostanze fondamentali per la vita, trasporta, è un costituente per altre sostanze chimiche, è un mediatore termico. Poiché l'acqua appartiene non solo a esseri viventi ma anche a non viventi, quindi è anche una sostanza inorganica. Altri costituenti chimici sono i Sali minerali che rappresentano la fonte di diversi elementi chimici che concorrono alla costruzione di altre sostanze chimiche. In genere, si sciolgono nell'acqua e vengono trasportati dove necessitano (es. cloruro di sodio). Invece le sostanze che sono più tipiche degli organismi viventi sono costituite dal gruppo delle sostanze organiche e appartengono a questa famiglia: zuccheri, lipidi, proteine, acidi nucleici, vitamine.

Acidi nucleici

Rappresentano sostanze organiche. In natura nelle cellule sono due, il DNA e l'RNA (acido desossiribonucleico / acido ribonucleico) dal momento che sono stati scoperti nel nucleo (nucleico) a contatto con altre sostanze. Alla base del dna ci sono sostanze chimiche dette nucleotidi. Il dna è un polimero (insieme di sostanze uguali) di nucleotidi che sono costituiti da zucchero, 5 atomi di carbonio (desossiribosio), da radicale o gruppo fosforico e da una base azotata. ½ sono quattro tipi di base azotata, per cui esistono quattro tipi di nucleotidi. Le vasi sono A= adenina, T= timina, C= citosina, G= guanina. Il dna è fatto da due polimeri di nucleotidi che si uniscono attraverso un unione e antiparallele complementare (sempre). L'ordine in cui i nucleotidi sono disposti in un polimero creano diversi dna. Gli acidi nucleici servono a costruire la cellula nel suo insieme, portano informazioni necessarie a costruire e a far funzionare la cellula. Il dna racchiude tutte le informazioni utili alla costruzione della cellula e al suo funzionamento, senza questa sostanza chimica, quindi, non può esistere la cellula. Il dna, al pari di altre sostanze della cellula, è fatto da un insieme di altre sostanze che si ripetono nel dna (nucleotidi). Un essere umano ha generalmente 1 metro di dna. La funzione dell'rna è quella di mettere in pratica le informazioni possedute dal dna. L'rna è fatto da un filamento, non due come nel dna, più corto e costituito al posto della timina dall'uracile; cambia anche lo zucchero (ribosio) (rna = ribonucleico). La sede è solo il nucleo per il dna, l'rna anche fuori poiché deve portare le informazioni. Una sostanza che presenta analogie con gli acidi nucleici presenti nella cellula. Atp (adenosintrifosfato) un nucleotide con propietà sue, mediatore di energia chimica più usato nella cellula. Gli zuccheri hanno il compito di fornire alla cellula l'energia necessaria alla sua vita (funzione strutturale per costituire l'impalcatura della cellula). Gli zucceri vengono detti sostanze termarie perché costituiti da tre elementi chimici: carbonio, idrogeno e ossigeno. Cn H2n On -con enne numero di atomi-

Triosi, petrosi, pentosi in base agli atomi di carbonio. Gli zucceri sono anche detti di carbonio o carboidrati (idrati perché nell'acqua l'idrogeno e l'ossigeno hanno un rapporto di atomi di 2 a 1) o anche glicidi, alcuni di questi a contatto con mucose generano qualcosa di dolce. Quelli che danno energia alla cellula sono monossacridi, dissaccaridi o polissaridi. Il glucosio è lo zucchero semplice più usato dalla cellula come fonte energetica, ci sono addirittura delle cellule che possono usare come fonte energetica solo il glucosio, il glucosio appartiene alla famiglia di 6 atomi di carbonio

C6 H12 O6 . un altro zucchero importante è il gruttosio. La cellula vegetale è in grado di produrre questi zuccheri, quella animale no, quindi la deve acquisire dalla vegetale. Un altro monosaccaride è il galattosio. I monosaccaridi più diffusi sono questi, ma ce ne sono molti altri. I disaccaridi più diffusi sono il lattosio, il saccarosio e il maltosio. La loro costituzione è fatta dall'unione di due monosaccaridi. Questa unione avviene attraverso un processo (metabolismo) detto condensazione che prevede perdita di acqua. Idrolisi (opposto di condensazione, che porta acqua). Il lattosio nasce dall'unione di un glucisio e un galattosio (zucchero del latte). Il saccarosio è fatto da un glucosio e un fruttosio (zucchero da cucina). Il maltosio è fatto da due unità di glucosio. Il polisaccaridi nascono dall'unione di più monosaccaridi.

Quindi gli zuccheri possono dividersi in:

Monosaccaridi (1) : zucchero semplice, (mono-, singolo, + sakkaron, zucchero) è un carboidrato contenente da tre a sette atomi di carbonio. Es. fruttosio, glucosio.

Disaccaridi (2): Due monosaccaridi legati insieme. Es. saccarosio.

Polisaccaridi (3+) : Più monosaccaridi legati insieme. Es. Cellulosa.

I lipidi

I lipidi dal punto di vista chimico rientrano tipi abbastanza diversi tra loro che hanno un modo comune: insolubili in acqua e sono solventi che derivano dal petrolio e per questo si definiscono apolari (non si sciolgono in acqua). I lipidi sono abbastanza rappresentati nella cellula e le loro funzioni sono diverse: riserve energetica e funzione regolatrice.

I trigliceridi sono i più comuni ed hanno la funzione di riserve energetica. I trigliceridi derivano dall'unione del glicerolo con una sostanza che si chiama acido grasso. I trigliceridi hanno il vantaggio rispetto ai polisaccaridi che a pari peso in qualità e quantità contengono c irca il doppio dell'energia. La struttura dell'acido grasso può presentare atomi di carbonio legati da una unione. Nei lagami singoli gli acidi grassi sono saturi, in quelli doppi o tripli sono insaturi. I fosfolipidi si ottengono per sostituzione di un acido grasso con un gruppo fosforico. Gli steroidi hanno funzione regolatrice. Cere hanno funzione strutturale di protezione, difendono la cellula per evitare disidratazione. Il colesterolo è un componente naturale del corpo.

Le proteine

Le proteine sono sostanze quaternarie formate da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Sono polimeri, il monomero, unità base di questo polimero definito proteina, è l'amminoacido (peptide). Dal momento che la proteina è formata da peptidi, viene anche detta catena polipetidica. Un enzima è una proteina. Funzioni: strutturale, enzimatica, di difesa immunitaria, aiutano il movimento. In natura esistono 2 amminoacidi che variano per i radicali. L'unione degli amminoacidi avviene con il gruppo amminico e il gruppo carbossilico di un'altra proteina (condensazione). La proteina può avere vari livelli strutturali: la struttura primaria della proteina corrisponde alal sequenza di amminoacidi nella catena polipetidica. La struttura secondaria corrisponde a un'ulteriore conurazione spaziale che nasce attraverso la formazione di legami idrogeno tra atomi appartenenti ad amminoacidi vicini. La struttura terziaria quando c'è anche lo zolfo. La struttura quaternaria è di ordine superiore, formata da più catene peptidiche.

Le vitamine

Si dividono in idrosolubili [B (b1,b2,b6,b12), C, PP] e liposolubili [A, D, E, K]. Hanno funzione funzione regolatrice del metabolismo. Possono essere costruite dal nostro corpo o prelevate dall'esterno.