1. Composizione chimica
delle cellule
Scuola Europea
s6ita - bi4ita

2. • idrogeno (H), ossigeno (O), azoto (N),
carbonio (C), zolfo (S) e fosforo (P) = 98%
• 99% delle molecole cellulare sono H 0
2
(70% peso)
• cellule hanno più proteina (approx. 50%) di
DNA

3. Ioni importanti
• sodio (Na+)
• ferroso, ferrico (Fe2+, Fe3+) • ammonio (NH4+)
• potassio (K+)
• rameoso, rameico (Cu+, Cu2+) • solfato (SO42-)
• calcio (Ca2+)
• fosfato (PO43-)
• magnesio (Mg2+)

4. Elementi traccia
• ferro (Fe) • manganese (Mn)
• zinco (Zn) • molibdeno (Mo)
• rame (Cu) • selenio (Se)
• cobalto (Co) • vanadio (V)
• iodio (I) • silicio (Si)
• fluoro (F) • cromo (Cr)

5. peso molecolare
• somma dei pesi atomici
• numero di Avogadro = 6.023 x 10 23
molecule/mole
• soluzione con una mole di soluto = 1M
http://www.itchiavari.org/chimica/docs/tavola_periodica.pdf

7. Tipi di legami
• covalente
• ionico (attrazione elletrostatica, +/-)
• a idrogeno (δ+/δ-)
• van der Waals
• (interazioni idrofobiche)

8. capacità di legame
• H :1
• O :2
• S :2
• N :3
• C :4
• P :5

9. polarità
• sostanze apolari = idrofobico
• sostanze polari = idrofilo

10. Acqua
• participa direttamente a molte reazioni
chimiche
• forma approssimativamente tetraedrica
• ghiaccio = rigida strutura cristallina (4
legami)
• ottimo solvente

11. • adesione vs. coesione
• tensione superficiale
• ionizzazione di molecole di aqua
• OH vs. H O
-
3
+

12. acidi e basi
• acidi cedono H+
• basi accettano H +
• H può legarsi ad altre molecole
+

13. acidi
• acido cloridrico HCl
• acido solforico H SO
2 4
• acido acetico (-COOH → COO + H )
- +
• acido piruvico (-COOH)

14. basi
• bicarbonato HCO3- + H+ → H2CO3
• ammoniaca NH3 + H + → NH4+

15. reazione reversibile
• -COOH ⇌ -COO- + H+
• in teoria tutte le reazioni chimiche sono
reversibili

16. pH
• misura della concentrazione di H+
• aqua pura contiene 10-7 mol/L
• 1M HCl contiene 1M di H+
• IM NaOH contiene 10-14M di H+
• - logaritmo della concentrazione
• pH = -log10[H+]
• pH sangue = 7.4

17. tamponi (buffers)
• riducono al minimo i cambiamenti di pH
• ciascun compartimento cellulare ha un pH
controllato
• non si ionizzano completamente in aqua

18. molecole organiche
• contengono C
• forma determinata dalla valenza e dai
legami covalenti
• dimensioni, forma, solubilità e la reattività
sono elementi significativi per comprendere
la struttura e il funzionamento delle cellule

19. gruppi funzionali (FlatMol)
ossidrile
etanolo
(alcoli)
carbonile
acetaldeide
(aldeidi)
carbonile
acetone
(chetoni)

20. carbossile
(acidi carbossilici)
acido acetico
amino
metilamina
(amine)
fosfato acido 3-
(fosfati organici) fosfoglicerico
sulfidrile
mercaptoetanolo
(tioli)

21. Macromolecole
• polisaccaridi (monosaccaridi)
• lipidi
• proteina (amminoacidi)
• acidi nucleici (nucleotidi)
• peso molecolare entro 10 e 10
3 6 g/mol

22. carboidrati (glucidi)
• numerose funzioni biologici
• riserva energetica e trasporto dell’energia
• componenti strutturali (cellulosa, cartilagine)
• sistema immunitario
• fertilità
• sviluppo biologico

23. carboidrati (glucidi)
• più commune fonte di energia
• digestione richiede meno acqua di quella
delle proteine o dei grassi
• 3,75 kcal per grammo
• esseri umani: numero limitato di glucidi
• monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi,
polisaccaridi

24. glu glucosio
mono-S monosaccaride
di-S disaccaride
poly-S polisaccaride
amylum amido
cellulose cellulosa

25. A1. legame 1,4-α
A2. amilosio
B1. legame 1,4-β
B2. cellulosa
B3. microfibra di cellulosa
h. legame idrogenoc.
C. amilopectina o glicogeno
(ramificato)

26. monosaccaridi
• glucosio
• sintetizzato attraverso la fotosintesi
• esosi - C H O
6 12 6
• pentosi

27. strutture chemiche
fruttosio
glucosio mannosio galattosio
ribosio
deossiribosio va utilizzato nella DNA
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

28. monosaccaridi (cont.)
• non sono essenziali
• dieta completamente priva di glucidi può
portare a chetoacidosi (chetosi)
• diabete I → coma
• cervello neccessita glucosio
• glucosio può essere prodotto da proteine e
grassi

29. disaccaridi
• monosaccaride + monosaccaride → disaccaride
• glucosio + glucosio → maltosio
• glucosio + galattosio → lattosio
• glucosio + fruttosio → saccarosio
• legami glicosidici

30. legame glicosidico
glucosio + glucosio → maltosio + acqua
legame
glicosidico
1-4-α

31. strutture chimiche
lattosio saccarosio maltosio (1-4-α) cellobiosio (1-4-β)
sucrosio
zucchero da tavola

32. oligosaccaridi
• 3-20 monosaccaridi
• legami glicosidici in varie posizioni
• possono essere covalentamente legati a
proteine e lipidi
• segnali di riconosciemento tra cellule

33. polisaccaridi
• gigantesche catene di
monosaccaridi
• amido (1-4-α)
• cellulosa (1-4-β)
• chitina

34. amidi vegetali
amido amilopectina
moderatamente ramificata

35. glicogeno
• deposito del glucosio nel fegato e nei
muscoli degli animali
• altamente ramificata
• dunque amido e glicogeno sono depositi di
atomi di carbonio ed energia di riserva
• enzimi specifici digeriscono i vari glucidi

36. lipidi
• composti idrocarburici
• insolubili in acqua
• numerosi legami apolari
• idrofobico

37. funzioni dei lipidi
• barriere insulanti
• rivestimento prottetivo per prevenire
l’infezione e l’eccessivo aumento o perdita
di acqua
• vitamine A, D, E, K
• ormoni (steroidi)
• lipoproteine (LDL, HDL)

38. acetil-CoA
• lipidi sintetizzati da acetil-CoA
• acetil-CoA può essere sintetizzato da
carboidrati, amminoacidi e acidi grassi
• coenzime A (tiolo) + acido acetico

39. acetil-CoA
+
acido acetico coenzime A
acetil-CoA

40. trigliceridi
(triacilglicerolo)
• lipidi semplici
• solidi a 20 ∘C = grassi
• liquidi a 20 ∘C = oli
• formati da glicerolo e acidi grassi (legame
estereo)

41. lipidi (cont.)
gl glicerolo
ac acido grasso
trg trigliceride

42. acidi grassi
• saturi o insaturi
• cis / trans

44. lipidi essenziali
• alcuni lipidi insaturi devono essere ottenuti
dalla dieta
• vitamine A, D, E, K
• immagazzinato nel fegato e nel tessuto
adiposo

45. fosfolipidi
• 2 acidi grassi, 1 gruppo fosfato (-)

49. steroidi
• colesterolo
• funzione strutturale nella membrana
• solo in animali (non-vegetale)
• → derivati (ormoni)

50. ormone acido biliare

51. glicolipidi
• carboidrati legati a lipidi
• sulle membrane cellulare
• funzione simile a quella delle glicoproteine
• riconosce sostanze chimiche
• sui globuli rossi → gruppi sanguigni
• formazione dei tessuti (cellule si attaccono)

53. Proteina
• realizzano le istruzioni del codice genetico
• 20 amminoacidi → proteina
• amminoacidi essenziali
• cellula tipica contiene >1000 proteina
diversa
• enzimi (catalizzatori)

55. legame peptidico

57. struttura e funzione
• 4 livelli di struttura
• primaria (sequenza)
• secondaria (α-elica, foglietto β piegato)
• terzaria (forma totale 3D)
• quaternaria (complessi di polipeptidi)

58. struttura primaria

59. struttura secondaria
• α-elica,
• foglietto β piegato

61. struttura terzaria e
quaternaria

62. ponte disolforo

63. Acidi nucleici
• DNA, RNA
• 4 nucleotidi (A,T/U, G, C)
• nucleotide = ribosio + base + PO
4
-
• informazione genetica nei cromosomi
• cromosoma contiene geni
• DNA → (mRNA → tRNA → rRNA) → proteina

64. adenosina-5-acido monofosforico (AMP)
http://chempaths.chemeddl.org/services/chempaths/?q=book/General%20Chemistry%20Textbook/Molecules%20in%20Living%20Systems/1982/nucleic-acid-structure

65. successione antiparallela

66. nucleotide

67. coppie di nucleotidi

68. basi azotate

69. Watson and Crick
• hanno scoperto la struttura della DNA
• 1953
• Rosalind Franklin, Maurice Wilkins
• prezzo Nobel 1962
• doppia elica antiparallela

70. DNA

71. tipi di DNA
• DNA nucleare (1/2 mamma, 1/2 papà)
• DNA mitocondriale (100% mamma)
• DNA cloroplastico

72. RNA
• acido ribonucleico
• polimeri di ribonucleidi
• molto simile al DNA (acido
deossiribonucleico)
• timina (T) sostituito dall’uracile (U)
• filamento singolo (doppio possibile)

73. RNA
• sintetizzati attraverso la trascrizione di
DNA
• mRNA (messagero)
• tRNA (transfer)
• rRNA (ribosomiale)

74. tRNA
• attaccati ai amminoacidi
• utilizzati nella proteosintesi

75. dogma centrale
• DNA → mRNA → proteina
• DNA → (mRNA → tRNA → rRNA) → proteina

77. http://hawkesbiology.wikispaces.com/

79. • modello a mosaico fluido (http://www.youtube.com/watch?v=CI0gITqoCrU)
• From DNA to protein (http://www.youtube.com/watch?v=D3fOXt4MrOM)
https://www.facebook.com/s6ita.bi4ita.2012.2013