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Composti chimici - PowerPoint PPT Presentation


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Acqua Sali minerali. Inorganici . Idrocarburi Alcoli, aldeidi Molecole biologiche o biomolecole. Glicidi Lipidi Proteine Acidi nucleici Vitamine. Organici. LA CLASSIFICAZIONE DEI COMPOSTI CHIMICI. Composti chimici . I COMPOSTI ORGANICI. Contengono atomi di carbonio

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Presentation Transcript
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Acqua

Sali minerali

Inorganici

Idrocarburi

Alcoli, aldeidi

Molecole biologiche

o biomolecole

Glicidi

Lipidi

Proteine

Acidi nucleici

Vitamine

Organici

LA CLASSIFICAZIONE DEI COMPOSTI CHIMICI

Composti chimici

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I COMPOSTI ORGANICI

Contengono atomi di carbonio

Costituiscono gli organismi viventi

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LE MOLECOLE BIOLOGICHE O BIOMOLECOLE

Costituiscono le strutture presenti negli organismi viventi

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Organismi autotrofi(Es. piante): sintetizzano

zuccheri (glucosio) a partire da componenti

inorganici quali acqua e CO2 mediante il

processo di fotosintesi clorofilliana.

Organismi eterotrofi (Es. animali): soddisfano il fabbisogno energetico nutrendosi di alimenti che contengono zuccheri. Ecco alcuni esempi:

frutta e miele -> fruttosio; glucosio

barbabietola da zucchero, zucchero di canna -> saccarosio

latte e latticini -> lattosio

cereali (pane, pasta, riso), tuberi (patate) e legumi -> amido

carne e pesce -> glicogeno

GLICIDI o ZUCCHERI o CARBOIDRATI

Caratteristiche: Sono composti chimici costituiti da carbonio, idrogeno e ossigeno.

Sono molto abbondanti in natura. Hanno sapore dolce.

Funzioni:

Strutturale: costituiscono strutture essenziali per gli organismi viventi (funzione di sostegno, soprattutto nei vegetali  cellulosa)

Energetica: forniscono energia per svolgere tutte le funzioni dell'organismo

Protezione: costituiscono l’esoscheletro degli invertebrati (chitina)

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Ribosio

Desossiribosio

5C

Componenti degli acidi nucleici

Monosaccaridi

(formati da 1 molecola di zucchero)

Glucosio  principale fonte di energia

Fruttosio si trova nella frutta

Galattosio

6C

Disaccaridi

(formati da 2 molecole di zucchero)

Glucosio + fruttosio  Saccarosio(comune zucchero da cucina)

Glucosio + glucosio  Maltosio (deriva da digestione dell’amido)

Glucosio + galattosio  Lattosio (in latte e latticini)

Amido riserva energetica nei vegetali (cereali, tuberi, legumi)

si accumula in amiloplasti nella cellula vegetale

si trova nei semi e nelle radici

Glicogeno riserva energetica negli animali

si accumula in muscoli e fegato

Cellulosa funzione di sostegno nei vegetali

si trova nella parete cellulare delle cellule vegetali

può essere digerita solo dagli erbivori

è il composto organico più abbondante sulla Terra

Polisaccaridi

(formati da più di 20 molecole di glucosio)

I diversi tipi di glicidi

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Reazione di condensazione

Glucosio

Fruttosio

O

OH

HO

H2O

Saccarosio

Reazione di condensazione

Glucosio

Glucosio

O

OH

HO

H2O

Maltosio

Reazione di condensazione

Glucosio

Galattosio

OH

O

HO

H2O

Lattosio

Come si formano i disaccaridi?

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Monomeri di glucosio

Granuli di amido in cellule di tubero di patata

Amido

Granuli di glicogeno nel tessuto muscolare

Glicogeno

Fibre di cellulosa nella parete di una cellula vegetale

Cellulosa

Molecole

di cellulosa

I polisaccaridi di interesse biologico

0

  • L’amido e il glicogeno immagazzinano zuccheri di riserva
  • La cellulosa si trova nelle pareti delle cellule vegetali
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LIPIDI

Caratteristiche: sono costituiti da lunghe catene di atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno

sono comunemente chiamati grassi

sono untuosi al tatto

sono insolubili in acqua (idrofobi = “paura dell’acqua”)

Funzioni:

riserva energetica (molecole ad alto contenuto energetico;

si accumulano nel tessuto adiposo, ad esempio nel derma)

protezione meccanica per alcuni organi (cuore, fegato, reni....)

isolante termico (es. grasso animale)

impermeabilizzante (es. cere sulle penne degli uccelli)

funzione strutturale (nelle membrane cellulari  fosfolipidi)

precursori di importanti molecole biologiche (ormoni, vitamine)

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Ac. oleico

I trigliceridi (detti anche grassi)

Sono costituiti da una molecola di glicerolo + 3 catene di acidi grassi

Sono rappresentati dai comuni grassi ed olii.

Rappresentano una fonte energetica superiore rispetto ai carboidrati

Si accumulano nel tessuto adiposo (grasso sottocuteneo).

Svolgono anche la funzione di isolante termico.

Grassi di origine vegetale

liquidi a temperatura ambiente

(es. olio di oliva, olio di semi)

Grassi di origine animale

solidi a temperatura ambiente

(es. burro, lardo, grasso animale)

Acido butirrico

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I fosfolipidi

Prodotti nel fegato.

Costituiti da:

testa idrofila (fosfato, glicerolo)

code idrofobe (2 catene degli acidi grassi)

Principali costituenti delle membrane plasmatiche cellulari (doppio strato lipidico) insieme alle proteine di membrana

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Il colesterolo e gli steroidi

  • Il colesterolo svolge funzioni essenziali al metabolismo:
  • costituente delle membrane cellulari delle cellule animali
  • precursore della vitamina D (importante per la crescita ossea e dei denti)
  • composto di partenza per la sintesi degli acidi biliari (prodotti da fegato)

Può essere sintetizzato dalle cellule (origine endogena) o introdotto con la l’alimentazione (origine esogena)

  • costituisce gli ormoni sessuali prodotti dalle ghiandole surrenali (testosterone, aldosterone, estradiolo) ed altri ormoni steroidei (es. cortisone)
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Il colesterolo in eccesso nel sangue si accumula sulle pareti interne delle arterie provocando la formazione di placche che causano arteriosclerosi.

I livelli di colesterolo nel sangue vanno tenuti sotto controllo: perchè?

Il colesterolo in eccesso nel fegato si accumula dando origine ai calcoli biliari

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1) Essendo insolubili in acqua, le cere svolgono un’importante funzione di rivestimento protettivo ed impermeabilizzante

Le penne degli uccelli

La cuticola sulle foglie

3) Le api le usano per costruire le pareti degli alveari

2) Conferiscono lucentezza ai frutti

(mele, pere, ciliegie)

Le cere

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Catene lineari (polimeri) costituiti da una sequenza di nucleotidi.

I nucleotidi sono le unità fondamentali degli acidi nucleici e sono costituiti da:

1) zucchero a 5 atomi C (ribosio o desossiribosio)

2) gruppo fosfato

3) base azotata

Le basi azotate sono 4:

adenina (A)

guanina (G)

timina (T)

uracile (U)

citosina (C)

purine

pirimidine

ACIDI NUCLEICI (DNA e RNA)

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Struttura del DNA

Deoxyribonucleic Acid (acido deossiribonucleico).

La struttura del DNA fu scoperta da Watson e Crick che ricevettero il Premio Nobel nel 1953.

E’ importante per la trasmissione ereditaria dei caratteri tra genitori e figli.

E’ una doppia elica formata da 2 catene polinucleotidiche, cioè composte da una successione di nucleotidi, tenute insieme da legami idrogeno.

I nucleotidi sono legati tra loro tramite un legame fosfodiesterico tra il fosfato di un nucleotide ed il gruppo -OH del nucleotide successivo.

Le sequenze due filamenti sono complementari:

- ad una A su un filamento corrisponde sempre e solo una T sul filamento complementare e viceversa; 2 legami idrogeno.

- ad una C su un filamento corrisponde sempre e solo una G sul filamento complementare e viceversa; 3 legami idrogeno.

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1) Replicazione o sintesi del DNA

La doppia elica di DNA è “srotolata” da un’elicasi e ognuno dei due filamenti funge da stampo per la sintesi di un filamento complementare.

La DNA polimerasi “legge” la sequenza del filamento stampo e ne sintetizza uno complementare impiegando i nucleotidi con base azotata complementare (per es. se trova A sul filamento “stampo”, incorpora T nel filamento “complementare”).

Alla fine si ottengono 2 molecole di DNA identiche a quella originale (parentale).

E’ un processo semiconservativo: ognuna delle 2 molecole ottenute è formata da un filamento parentale ed un neosintetizzato.

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2) Trascrizione e traduzione del DNA

Dogma centrale della biologia molecolare:

DNA

RNA

proteina

trascrizione

traduzione

L’informazione genetica per la sintesi proteica è conservata nel DNA sotto forma di un codice (il codice genetico) in cui la sequenza delle basi determina la sequenza degli aminoacidi nella proteina codificata.

Si parla quindi di traduzione del codice genetico.

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2a) Trascrizione

Nel processo di trascrizione, la RNA polimerasi II usa uno dei 2 filamenti di DNA come stampo per la sintesi di RNA messaggero (mRNA).

Nel mRNA la timina è sostituita dall’uracile.

Il processo di trascrizione avviene nel nucleo.

2b) Traduzione

mRNA viene trasferito nel citoplasma nel reticolo endoplasmatico rugoso in corrispondenza di strutture specializzate dette ribosomi. La sequenza di mRNA viene decodificata o “tradotta”.

Ogni tripletta di nucleotidi (codone) è

riconosciuta da un tRNA che possiede una

tripletta complementare (anticodone)

ed un aminoacido (AA).

La concatenazione di AA

dà origine ad una

catena polipeptidica.

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PROTEINE

Caratteristiche:

sono catene (polimeri) di amminoacidi

sono il più abbondante materiale biologico negli organismi animali

sono essenziali per la struttura e le funzioni degli esseri viventi

Le informazioni per la costruzione delle proteine sono contenute nei geni, cioè nelle sequenze di DNA

Funzioni:

Strutturale Es. tubulina e actina sono proteine del citscheletro

cheratina  forma i capelli

collagene  componente di pelle, tendini, legamenti

proteine della seta  ragnatela

Contrazione Es. actina e miosina  contrazione muscolare

Riserva  ovalbumina, nell’uovo, ha funzione di riserva per l’embrione

Recettoriale  recepiscono i segnali inviati dalle cellule

Enzimatica Es. enzimi digestivi  facilitano la digestione degli alimenti

Trasporto Es. emoglobina  trasporta ossigeno ed anidride carbonica nei globuli rossi del sangue

Segnale di comunicazione tra le cellule  ormoni, fattori di crescita

Difesa immunitaria Es. anticorpi combattono le infezioni

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Gli amminoacidi e la formazione del legame peptidico

Un aminoacido è un composto chimico caratterizzato da un gruppo amminico (NH2), un gruppo carbossilico (COOH) ed un gruppo R specifico per ogni aminoacido.

In natura, esistono 20 amminoacidi diversi.

Gli amminoacidi sono tenuti insieme mediante un legame peptidico: esso si forma tra il gruppo carbossilico di un amminoacido ed il gruppo amminico dell’amminoacido successivo accompagnato dalla perdita di una molecola di acqua (H2O).

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La struttura delle proteine

La forma della proteina è importante per svolgere la sua funzione.

Il riscaldamento provoca la perdita della forma (denaturazione) e la perdita della funzione delle proteine.

Struttura primaria: sequenza di amminoacidi che forma una catena polipeptidica.

Struttura secondaria: catena polipetidica si ripiega a formare struttura ad -elica o struttura a foglietti  .

Struttura terziaria: catena polipetidica può essere lineare (proteina fibrosa) o avvolgersi su se stessa assumendo una forma quasi sferica (proteina globulare)

Struttura quaternaria: associazione di più catene polipetidiche. Es. emoglobina (proteina presente nei globuli rossi, con funzione di trasporto dell’ossigeno nel sangue)

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Le informazioni per la sintesi delle proteine sono contenute nel DNA

DNA

trascrizione in mRNA

traslocazione del mRNA nel citoplasma

traduzione nei ribosomi presenti nel reticolo endoplasmatico rugoso

Sintesi delle proteine

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VITAMINE

Le vitamine sono un insieme molto eterogeneo di sostanze chimiche.

Sono assunte attraverso l’alimentazione.

Sono divise in 2 gruppi:

  • Vitamine che devono essere assunte quotidianamente (Complesso vit B; Vit C)
  • Vitamine che possono accumularsi (nel fegato) (vit A, vit K, vit D, vit H)

1) Vitamine A: es retinolo -> svolge importante ruolo nella vista

2) Vitamine B

3) Vitamine C: es. acido ascorbico -> partecipa a numerose reazioni metaboliche ( biosintesi di collagene, di alcuni aminoacidi e ormoni), è anti ossidante, interviene in reazioni allergiche, neutralizza i radicali liberi

4) Vitamina D: regola metabolismo del calcio ed il processo di mineralizzazione ossea

5) Vitamine H: es. biotina importante nella sintesi di glucosio e acidi grassi

6) Vitamina K: importante nella coagulazione del sangue

La carenza di vitamine ha sintomi specifici a seconda del tipo di vitamina e può causare diversi disturbi o malattie.

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I SALI MINERALI

L’acqua, nel processo di erosione, scioglie i minerali di cui sono costituite le rocce che si trovano, ad esempio, nell’alveo dei fiumi.

I sali minerali disciolti in acqua, rappresentano il residuo fisso che si trova indicato sulle etichette delle bottiglie di acqua minerali.

Quando beviamo l’acqua, introduciamo nel nostro corpo anche i sali minerali. Alcuni di questi sono molto importanti per il nostro organismo:

Il sodio 

Il potassio 

Il calcio  molto importante per la ossa e per la contrazione muscolare

Il ferro  si trova in molte proteine; es nell’emoglobina serve per legare l’ossigeno

Il magnesio  si trova nella clorofilla