Acqua e macromolecole
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- Susanna Corsini
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1 Acqua e macromolecole
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7 La polarità della molecola dell acqua ha un enorme conseguenza, è responsabile della coesività della capacità di stabilizzare la temperatura delle proprietà di solvente dell acqua Coesività E la tendenza a formare legami a H + tra le molecole adiacenti che rende l acqua così coesiva Questa coesività spiega l elevata tensione superficiale* dell acqua elevato punto di ebollizione elevato calore specifico: quantità di calore che un grammo di sostanza deve assorbire per aumentare la sua temperatura di 1 C. elevato calore di evaporazione (ammontare di E necessaria per elevare un grammo di un liquido in vapore. * La tensione superficiale di un liquido è il lavoro che deve essere svolto per portare un numero sufficiente di molecole dall'interno del liquido alla superficie, per poter formare una nuova area unitaria di detta superficie. IMPORTANTE Il calore richiesto per evaporare l acqua è fornito dall organismo che viene raffreddato nel processo.
8 PRINCIPALI ANIONI: Cloruro Bicarbonato Solfato fosfato
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11 Peso molecolare Somma dei pesi atomici degli atomi componenti una molecola esempio: H 2 O 2H (p.a. 1) + 1 O (p.a. 16) = 18 Peso Molecolare (P.M.) = 18 Peso atomico = protoni + neutroni Mole Quantità in grammi equivalente al peso molecolare Esempio: 1 mole H 2 O = 18 g Una mole di un qualsiasi composto contiene sempre lo stesso numero di molecole Soluzione 1 M (molare) = soluzione che contiene una mole di soluto in un litro di soluzione Esempio: 1 mole di NaCl 58 g (p.a. Na 23 + p.a. Cl 35) 58 g di NaCl in 1 l di soluzione = soluzione 1 M di NaCl Esercizio: calcolare la molarità dell acqua (H 2 O) P.M. H 2 O = 18 Peso di 1 litro H 2 O = 1 Kg 1000 g = 55,5. numero di moli di H 2 O in 1 litro di H 2 O 18 g H 2 O è 55,5.. M
12 COMPOSIZIONE CHIMICA DELLA MATERIA VIVENTE ACQUA 70-80% DELLA MATERIA VIVENTE STABILE A PRESS.E TEMP AMB. SOLVENTE DELLA MATERIA VIV. MATERIA VIVENTE PLASTICITA FLUIDITA δ- O DIPOLO ELETTRICO H H δ+ δ+
13 MOLECOLA POLARE Il centro delle parziali cariche NEG non coincide con quello delle parziali cariche POS. MOLECOLA APOLARE Sulla sua superficie non si verifica uno sbilanciamento nella distribuzione degli e - (molte mol.biol)
14 LEGAMI SECONDARI (deboli) Attrazioni Elettrostatiche Molecole Polari Forze di van der Waals Molecola Polare + Molecola Apolare Due molecole Apolari Legami Idrogeno
15 COMPOSTI IONICI POLARI APOLARI AMFIPATICI SALI Carboidrati./ Aa / Nucleotidi Grassi / Lipidi neutri / O 2 Fosfolipidi
16 LE MOLECOLE DELLA MEMBRANA POSSONO MUOVERSI SOLO NEL PIANO DELLA MEMBRANA
17 COMPOSTI DEL CARBONIO CARBOIDRATI Gliceraldeide 3C Eritrosio 4C Monosaccaridi Ribosio 5C Mannosio 6C Sedoeptuloso 7C
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19 D-glucosio Ac. glucuronico glucosammina N-acetil-glucosammina D-ribosio 2-D-deossiribosio Derivati dei monosaccaridi Desossi zuccheri acidi uronici aminozuccheri acido sialico
20 Nell eritrocita Grazie alle cariche (-) dell acido sialico gli eritrociti si respingono l un l altro.
21 OLIGOSACCARIDI DA 2 A 10 UNITA MONOSACCARIDICHE SACCAROSIO (glucosio + fruttosio) LATTOSIO (galattosio + glucosio) GLICOPROT. GLICOLIPIDI
22 POLISACCARIDI DECINE O CENTINAIA DI UNITA MONOSACCARIDICHE LINEARI O RAMIFICATE OMOPOLISACCARIDI (CELLULOSA) ETEROPOLISACCARIDI (ACIDO IALURONICO) FUNZIONI Di sostegno (esoscheletri di insetti) Per riserve energetiche 3 diversi Polimeri del glucosio:
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24 LIPIDI Acidi grassi FUNZIONI: di deposito strutturali(membr.) ormoni Lipidi semplici (o neutri) Lipidi complessi (o polari) Steroidi
25 Acidi grassi Saturi Diverse molecole si affiancano parallele Insaturi Formano angoli
26 Lipidi semplici (o neutri) Acidi grassi combinati sotto forma di esteri con alcool
27 Lipidi complessi (o polari) Fosfogliceridi
28 Lipidi complessi (o polari) Sfingolipidi
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30 Steroidi
31 ACIDI NUCLEICI Informazione genetica Polimeri di quattro diversi nucleotidi PROTEINE Polimeri di venti diversi aminoacidi
32 MACROMOLECOLE BIOLOGICHE ED INFORMAZIONE BIOLOGICA POLIMERI
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34 PROTEINE Enzimi fattori trascrizione proteine strutturali proteine contrattili trasporto; pompe; canali ionici ormoni - fattori di crescita recettori deposito anticorpi tossine
35 PROTEINE Struttura chimica Proteine semplici Proteine coniugate (con gruppi prostetici) apoproteine Modificazione post-traduzionale PROTEINE Concatenamento di una ventina di Aa R H 2 N C COOH H
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37 Aa sostanze anfotere ph del mezzo Punto isoelettrico Cariche pos = cariche neg. Grado di dissociazione
38 Comportamento ac.-base al variare del ph
39 Struttura secondaria: Legame H tra -NH e =CO
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41 Struttura secondaria Interazioni che stabilizzano la struttura terziaria delle proteine
42 Nei liquidi biologici Proteine globulari Interno:Aa apolari Ext:Aa polari Proteine intrins. di membrana Interno:Aa polari Ext:Aa apolari
43 Proteine: struttura terziaria Zone raggom. collegate a zone con flessibilità sottodominii Dominii funzionali catalitico regolatorio Struttura quaternaria Si conserva nell evoluzione Più catene polip. con loro strutt. terz. si associano Stessi legami strutt. terziaria
44 Agenti denaturanti Denaturazione delle proteine Lasciano intatta solo la struttura primaria modificano proprietà chimico-fisiche perdita attività biologica Fisici: calore, radiazioni ph molto acido o basico, alta conc. Urea, guanidina ecc. se si allontanano, in molte proteine rinaturazione
45 Regolazione attività biologiche delle proteine 1) Regolazione allosterica Conform. attiva Conform. inattiva La maggiore concentr. effettore aumenta probabilità incontro con la proteina Proteina allosteriche sono p. complesse con modific. conform. struttura terz. e quatern.
46 Regolazione attività biologiche delle proteine 2) Regolazione per modificazione covalente Conformaz. attiva e inattiva tramite legame covalente con un raggrupp. chimico Enzimi regolano altri enzimi Amplificazione di un segnale Es. attivazione di una proteincinasi consente di attivare o inibire molte molecole enzima-substrato
47 ACIDI NUCLEICI DNA : deposito informazioni RNA: a) espressione informazione (es. sintesi proteica) b) alcuni virus: deposito inform. genetica
48 FORMAZIONE DEL LEGAME FOSFODIESTERICO
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50 Legami H
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52 DNA Watson e Crick (1953) Eliche con andamento antiparallelo Per separarle: srotolamento 2 eliche: sequenze diverse ma complementari elica senso ed elica non senso Semplice modello per la replicazione facile riparazione Basi azotate rivolte verso interno avvolgimento dimin. la distanza 1 giro = 10 coppie nucleotidi passo spirale = 3.4 nm diametro = 2 nm si appaiano 1 purina e 1 pirim. A + G = T + C doppia elica stabilizzata da: a) legami H tra coppie di basi complementari b) interazioni Van der Waals tra basi sovrapposte
53 DNA Dimensioni e forma
54 DNA Dimensioni e forma Zone non codificanti (DNA spaziatore) Sequenze ripetute (no informazione) Batteri: 1 cromosoma circolare immerso nel citoplasma Eucarioti: più cromosomi nel nucleo; il numero e le dimensioni sono caratteristici di ogni specie; piccole quantità DNA nei mitocondri e cloroplasti; superavvolgimenti
55 Agenti fisici e chimici Denaturazione e rinaturazione DNA In soluzione strutt. disordinata Denaturazione modif. proprietà fisico-chimiche (aumento assorb. UV effetto ipercromico) no inform genetica Temperatura di fusione Circa C; varia a seconda delle basi Ibridazione ac. nucleici: (ingegneria genetica ) sequenze compl. si rinaturano anche se 1 di DNA e 1 di RNA
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