Capitolo 1 parte seconda

1. Capitolo 1 parte seconda 0 Le biomolecole Pag 13 Pag 14 - 15 Pag 16 - 17 Pag 18 – 20 pag 21 pag 49 - 53

2. Impara ad utilizzare la nuova terminologia • Alimento complesso • Alimento semplice • Nutriente Determina a quale categoria appartengono i seguenti termini, impara a motivare la tua scelta: spaghetti al ragù, aminoacido, fetta di pane, risotto, uovo sodo, acido grasso, olio d'oliva, glucosio, disaccaride, polisaccaride, proteina, fetta di carne, frutta.

3. 0 • Le cellule sintetizzano un enorme numero di grosse molecole (polimeri) a partire da una ristretta serie di molecole più piccole (monomeri) • Le quattro classi principali di molecole biologiche sono: carboidrati, lipidi, proteine e acidinucleici. • Molte di queste molecole hanno dimensioni enormi (dal punto di vista molecolare) e, per questo, sono definite macromolecole. • Nel nostro caso possiamo associare al termine di macromolecole quello di polisaccaride, polipeptide o polimero.

4. H OH OH H Monomero isolato Breve polimero H2O Condensazione H OH Polimero più lungo Costruire e demolire polimeri 0 • Le cellule costruiscono la maggior parte delle loro molecole più grandi unendo molecole organiche più piccole in catene chiamate polimeri. • Le cellule legano tra loro i monomeri per formare i polimeri mediante un processo chimico detto condensazione. Figura 1.13A

5. H2O H OH Idrolisi H OH H OH 0 • I polimeri sono spezzati in monomeri attraverso la reazione di idrolisi. • L’idrolisi è il processo opposto alla condensazione. Figura 1.13B

6. Collegamenti • Che cosa pensi che avvenga durante la cottura • dell’amido? • Quale potrebbe essere il vantaggio biologico della cottura?

7. I carboidrati - combustibile e materiale da costruzione 0 • I monosaccaridi sono i carboidrati più semplici • I monomeri (le singole unità di zucchero) che costituiscono i carboidrati sono detti monosaccaridi. Figura 3.4 Il miele è una miscela di due monosaccaridi differenti.

8. CH2OH 6 CH2OH C O 5 H O O H H H H H C C 1 4 OH H OH H OH HO OH OH C C 2 3 H OH H OH schema semplificato Formula di struttura Formula semplificata 0 • I monosaccaridi sono rappresentati con strutture ad anello: Figura 1.14A Quale atomo viene sottinteso nello schema semplificato (quando si rappresenta la molecola come un esagono)?

9. Connessioni Le api succhiano nettare contenente saccarosio, uno zucchero composto da due monomeri. Per il trasporto all’alveare accumulano i liquidi nel loro stomaco e il polline sulle zampe Tornando all’alveare rigurgitano il nettare nei favi Il miele è composto ora da due zuccheri diversi composti entrambi da un singolo monomero. Spiega cosa è avvenuto

10. CH2OH CH2OH O O H H H H H H OH H OH H HO OH O OH H H OH H OH Glucosio Glucosio H2O CH2OH CH2OH O O H H H H H H OH OH H H O OH HO Maltosio 0 • Le cellule legano tra loro singole unità di zuccheri per formare disaccaridi • Due monosaccaridi possono unirsi per formare i disaccaridi come il maltosio. • Il saccarosio (lo zucchero da tavola) è un disaccaride composto da due monomeri differenti. H OH H OH Figura 3.5

11. COLLEGAMENTI: Quanto è dolce il sapore dolce? 0 • Oltre agli zuccheri, molti tipi di molecole hanno un sapore dolce perché si legano ai recettori della sensazione di «dolce» presenti sulla lingua. Tabella Che cosa si sottintende con l’espressione “il fruttosio è 4 volte più dolce”? Quale risvolto pratico pensi possa avere riguardo alla dieta umana?

12. I polisaccaridi 0 Monomeri di glucosio Granuli di amido in cellule di tubero di patata Amido O O O O O O O O O O O Granuli di glicogeno nel tessuto muscolare Glicogeno O O O O O O O O O O O O O Fibre di cellulosa nella parete di una cellula vegetale Cellulosa O O OH O Molecole di cellulosa O O O O OH O O O O O O O O O O O O O O O O Figura 3.7 • L’amido e il glicogeno sono polisaccaridi che immagazzinano zuccheri di riserva. • La cellulosa è un polisaccaride che si trova nelle pareti delle cellule vegetali.

13. Leggi l'immagine • ANALIZZA LA STRUTTURA DELLA CELLULOSA Individua le caratteristiche chimiche per le quali la cellulosa “funziona” da sostegno rigido per la cellula vegetale.

14. Riassumendo 0 • 3.7 I polisaccaridi sono lunghe catene di monosaccaridi • I polisaccaridi sono polimeri formati da centinaia o migliaia di molecole di monosaccaridi. • Le molecole di monosaccaride sono unite tra loro per condensazione. • Alcuni polisaccaridi sono sostanze di riserva che le cellule demoliscono quando hanno bisogno di zucchero.

15. I lipidi 0 • 3.8 I lipidi includono i grassi e gli oli, che sono le principali molecole energetiche • I lipidi comprendono diversi composti formati essenzialmente da atomi di carbonio e di idrogeno uniti tra di loro con legami covalenti non polari. • Essendo per la maggior parte non polari, le molecole dei lipidi non sono attratte dalle molecole d’acqua, che sono polari, dunque risultano insolubili in acqua.

16. H H H H H C C H C O O O C C C O O O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 0 • I grassi, chiamati anche trigliceridi, sono lipidi la cui funzione principale è quella di immagazzinare energia. • I trigliceridi sono formati dalla condensazione di tre acidi grassi con il glicerolo. H H H Glicerolo H H C C C OH OH OH HO C O Acido grasso saturo H2O CH2 CH2 Che differenza c’è tra un acido grasso saturo e uno insaturo CH2 CH2 CH2 Acido grasso insaturo CH2 Acido grasso saturo CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 Figura 1.17 Figura 1.17 CH3

17. CH2OH O H H H H OH OH O H H H H H H OH H C C H C Glucosio O O O C C C O O O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 Differenze tra molecole 1g 27 kjoule 1g 16 kjoule Elenca e spiega le differenze

18. 0 • I lipidi sono raggruppati nella stessa categoria perchè sono idrofobi (non si «mescolano» con l’acqua). Come apparirebbe questa immagine se le piume non fossero ricoperte da una sostanza idrofoba? Figura 3.8A

19. CH3 H3C CH3 CH3 CH3 HO 0 • 3.9 Fosfolipidi, cere e steroidi sono lipidi con svariate funzioni • I fosfolipidi sono costituenti principali delle membrane cellulari. • Le cere formano rivestimenti resistenti all’acqua. • Gli steroidi: alcuni di essi sono ormoni. Che cosa raffigura questa immagine? Quale funzione svolge questa molecola? Figura 1.18

20. COLLEGAMENTI 0 • 3.10 Gli steroidi anabolizzanti creano grossi muscoli e grossi problemi • Gli steroidi anabolizzanti sono derivati sintetici del testosterone. • Queste sostanze imitano il testosterone stimolando la sintesi proteica e accentuando le caratteristiche mascoline. • L’assunzione di steroidi anabolizzanti può causare seri problemi di salute.

21. Composti chimici prodotti dagli animali e dalle piante e che intervengono nella regolazione dei processi fisiologici, come la crescita, il metabolismo, la riproduzione, e nel funzionamento di diversi organi. Vengono definiti ormoni tutti i messaggeri chimici che provocano una reazione specifica. Ad ogni ormone corrisponde un recettore specifico sulle cellule bersaglio, a cui si lega l'ormone, in grado di riconoscerlo anche a bassissime concentrazioni.

22. Negli Stati Uniti sono disponibili statistiche relativamente all'uso degli steroidi anabolizzanti: tra il 92 e il 93 almeno 500000 persone hanno fatto uso di steroidi, con un giro economico stimato in 100 milioni di dollari all'anno. Almeno 1 ragazzo su 15 ne ha fatto uso; il 25% di questi ragazzi ha invocato una ragione puramente estetica nell'assunzione delle sostanze. • http://www.benessere.com/fitness_e_sport/doping/ste_an.htm L'assunzione di ormoni steroidei induce un aumento della massa muscolare e questo, a sua volta, consente di affrontare allenamenti più pesanti e di conseguenza miglioramenti più marcati derivanti dall'allenamento stesso nelle prove di scatto e potenza. Inoltre gli steroidi inducono riduzione della massa grassa. L'assunzione di farmaci steroidei inibisce la sintesi endogena di testosterone. In uno studio condotto su sollevatori di pesi che assumevano steroidi anabolizzanti si è riscontrato che, alla cessazione della somministrazione, la concentrazione plasmatica di testosterone era ridotta alla metà del normale e rimaneva inferiore al normale per 12-16 settimane. (14) Nei maschi, si verifica anche un aumento dell'ormone femminile estradiolo di circa sette volte rispetto al normale 

23. simili strutturalmente – vengono usate diversamente sedia, legata ad una particolare funzione tempo libero potere design cura malati tradizionale elegante

24. Le proteine sono simili tra loro, ma hanno funzioni diverse • Sono abbondanti, formano circa il 50% del peso a secco della cellula • - Nelle cellule svolgono importanti funzioni: • 1. struttura / supporto • 2. riserva (di aminoacidi) • 3. transporto (gas, sostanze varie) • 4. comunicazione (messaggero chimico) • 5. risposta cellulare (recettore proteico) • 6. movimento (proteine contrattili) • 7. difesa (anticorpi) • 8. catalizzatori (ENZIMI)

25. Le proteine 0 • 3.11 Le proteine sono essenziali per la struttura e le funzioni degli organismi viventi • Una proteina è un polimero biologico formato da monomeri di amminoacidi. • Le proteine sono coinvolte in quasi tutte le attività di una cellula. • Gli enzimi sono proteine che regolano le reazioni chimiche. Figura 3.11

26. struttura • la sequenza di aminoacidi definisce la struttura primaria

27. 0 • 3.12 Le proteine sono costituite solo da 20 tipi diversi di amminoacidi • Tra tutte le molecole, le proteine sono quelle che presentano le maggiori differenze tra di loro per struttura e funzione. • La diversità tra proteine è basata sulle differenti disposizioni in cui si può assemblare un gruppo comune di 20 monomeri di amminoacidi.

28. Scanalatura Scanalatura 0 • 3.14 La configurazione specifica della proteina determina la sua funzione • Una proteina è costituita da una o più catene di polipeptidi ripiegate secondo una particolare configurazione che determina la funzione della proteina. Figura 3.14A Figura 3.14B

29. H H N N N H OH N H N O P O CH2 Base azotata (A) O O H H Gruppo fosfato H H OH H Zucchero I nucleotidi e gli acidi nucleici 0 • 3.16 L’ATP è una molecola in grado di trasferire energia dalle reazioni che la liberano alle reazioni che la consumano • I nucleotidi sono i monomeri degli acidi nucleici. • Ogni nucleotide è composto da uno zucchero,un gruppo fosfato e una base azotata, uniti da legami covalenti. Figura 3.16A

30. Gruppi fosfato Adenosina difosfato Adenosina Trifosfato H2O P Energia P P P P P + + Idrolisi Adenina Ribosio ATP ADP • Nella molecola di ATP (Adenosin trifosfato) lo zucchero a cinque atomi di carbonio è il ribosio, la base azotata è l’adenina, e i gruppi fosfato sono tre. Figura 3.16B

31. 0 • 3.17 Gli acidi nucleici sono polimeri portatori di informazioni • Gli acidi nucleici sono polimeri di nucleotidi. • Vi sono due tipi di acidi nucleici: l’acido ribonucleico (RNA) e l’acido deossiribonucleico (DNA). • Il DNA e l’RNA hanno funzione di stampo per l’assemblaggio delle proteine e controllano la vita di una cellula.

32. Nucleotide A T C G T Scheletro zucchero-fosfato 0 • Un polinucleotide si forma per condensazione a partire dai suoi monomeri. • Il gruppo fosfato di un nucleotide si lega allo zucchero del nucleotide successivo andando a costituire uno scheletro zucchero-fosfato con le basi azotate collocate all’esterno di questa impalcatura. Figura 3.17A

33. C A T C G C G A T C G A T A T Coppia di basi G C T A A T A T 0 • Il DNA è formato da due polinucleotidi avvolti uno sull’altro in una doppia elica. • L’RNA è invece costituito da un unico filamento polinucleotidico. Figura 3.17B

34. 0 • Il materiale genetico che gli organismi ereditano dai loro genitori è costituito dal DNA. • Nel DNA si possono individuare i geni, specifici segmenti della molecola che codificano per le sequenze degli amminoacidi che formano le proteine. • Una lunga molecola di DNA contiene molti geni.

35. 3.18 Le biomolecole possono interagire tra loro e formare complesse molecole miste • Nelle cellule, le proteine interagiscono tra di loro formando molecole complesse, con funzioni specifiche: • glicoproteine (fanno parte delle membrane cellulari); • glicolipidi (svolgono funzioni simili alle glicoproteine); • nucleoproteine (regolano la duplicazione e la trascrizione del DNA); • lipoproteine (regolano il trasporto dei lipidi nel sangue). Figura 3.18