Le biomolecole

LE BIOMOLECOLE

I quattro elementi più abbondanti nella materia vivente, sono l'idrogeno, l'ossigeno, l'azoto e il carbonio. La chimica degli organismi viventi è organizzata intorno all'elemento carbonio, esso può formate legami singoli o doppi con atomi d'ossigeno e d'azoto e può formate anche legami singoli carbonio - carbonio molto stabili. Questi sono legami covalenti e gli atomi di carbonio possono generare catene lineari, ramificate e strutture cicliche. I quattro legami singoli che un atomo di carbonio può generare sono disposti secondo una struttura tetraedrica. La rotazione intorno ad ogni legame singolo C-C è libera, a meno che non siano legati ad entrambi gli atomi di carbonio gruppi funzionali ingombranti o carichi. Un legame doppio C=C è più corto e rigido e permette quindi solo rotazioni molto limitate intorno al suo asse. Vengono quindi aggiunti a questi scheletri di carbonio gruppi d'altri atomi, chiamati gruppi funzionali. All'interno delle cellule avvengono continuamente delle trasformazioni chimiche. Queste reazioni sono raggruppate in cinque categorie: trasferimento di gruppi funzionali, ossidazione-riduzione, riarrangiamento interno, rottura C-C e condensazione.

Quasi tutta la materia solida in tutti i tipi di cellule è costituita da sostanza organica a sua volta comprende proteine, acidi nucleici, polisaccaridi e lipidi. Le proteine, lunghi polimeri d'amminoacidi, costituiscono a parte l'acqua, la frazione più grande della cellula. Alcune proteine possiedono un'attività catalitica ed agiscono da enzimi, altre si comportano da elementi strutturali e altre ancora sono recettori o trasportatori. Le subunità delle proteine sono 20 amminoacidi diversi, possiedono tutti un gruppo amminico ed un gruppo carbossilico legati come l'idrogeno allo stesso atomo di carbonio, chiamato, carbonio α. Questi amminoacidi si differenziano per la loro catena laterale o gruppo R. gli acidi nucleici, DNA ed RNA, sono polimeri di nucleotiti. Essi conservano, traducono e trasmettono l'informazione genetica. Le unità strutturali ricorrenti in tutti gli acidi nucleici sono otto nucleotiti diversi, ogni nucleotite è costituito da tre componenti: una base azotata, uno zucchero a cinque atomi di carbonio e un gruppo fosforico. I polisaccaridi, polimeri di zucchero semplici come il glucosio, hanno funzioni di riserva di sostanze nutrienti da cui estrarre energia e come elementi strutturali extracellulari. I lipidi, derivati di idrocarburi oleosi, servono come componenti strutturali delle membrane, come riserva di composti ricchi  di energia. Le molecole lipidiche contengono uno o più acidi grassi a catene lunga, composti simili all'acido palmitico. Molti lipidi contengono glicerolo ed alcuni un gruppo fosforico.