Le biomolecole: struttura e funzioni dei carboidrati per la scuola superiore

Le biomolecole e la loro composizione

Le biomolecole Tutti gli organismi viventi sono formati da biomolecole che sono composti del carbonio.

1. Carboidrati
2. Lipidi
3. Proteine
4. Acidi nucleici

L'atomo di carbonio può formare quattro legami covalenti stabili perché possiede quattro elettroni nel livello più esterno. Il carbonio può formare lunghe catene di legemi carbonio-carbonio secondo una varietà di combinazioni quasi infinita.Polimero Dal greco poly + meros (molte parti). Una molecola molto lunga formata dall'unione di molte piccole molecole (monomeri) Monomeri Dal greco mono + meros (parte singola). Piccole molecole la cui unione porta al polimero

Formazione dei polimeri

)La formazione dei polimeri Tutte le biomolecole (tranne i lipidi) sono polimeri, formati da monomeri. CONDENSAZIONE 1ª molecola 2ª molecola OH H Due molecole si uniscono con eliminazione di una molecola di acqua. H20 IDROLISI L'inserimento della molecola d'acqua spezza un legame del polimero. H2O La molecola d'acqua si dissocia in OH e H, che si attaccano agli atomi del polimero tra cui è avvenuta la rottura del legame. OH HCarboidrati o zuccheri o glucidi

Carboidrati: struttura e funzioni

Nelle cellule i carboidrati sono anche la principale fonte di energia ma possono avere anche funzioni strutturali. I carboidrati sono formati da carbonio (C), idrogeno (H) e ossigeno (O), con un rapporto di 1 : 2 : 1. Si differenziano in base al numero di atomi di C (3, 4, 5, etc.) e hanno gruppi OH (ossidrile). Un esempio noto: Glucosio C6H12O6Funzioni degli zuccheri

Funzioni degli zuccheri

Strutturali (=costituiscono strutture): All'interno delle cellule dove si trovano gli zuccheri ?

• Nella parete cellulare dei vegetali
• Sulla membrana cellulare
• Nella struttura degli acidi nucleici
• Liberi all'interno delle cellule

Energetiche (= forniscono energia):

• a breve termine (zuccheri semplici) in tutti i cibi dolci (frutta, miele, latte, dolci); si assimilano in fretta.
• di riserva (zuccheri complessi) in tutti i cibi che contengono amido (farinacei, patate, riso); necessitano digestione.Vari tipi di carboidrati

Tipi di carboidrati

Semplici Complessi Monosaccaridi Glucosio: zucchero a 6 atomi di carbonio molto diffuso in natura. Fruttosio: zucchero presente nella frutta; ha la stessa formula del glucosio. Ribosio: costituito da 5 atomi di carbonio, presente nell'ATP e nell'RNA. Disaccaridi Saccarosio: lo zucchero da tavola, si forma per condensazione di una molecola di glucosio con una di fruttosio; è lo zucchero presente nella linfa delle piante. Trealosio: zucchero presente nel sangue degli insetti, Lattosio: formato da glucosio e galattosio, è lo zucchero presente nel latte. Maltosio: formato dall'union di 2 molecole di glucosio, presente del malto d'orzo da cui si fa la birra Polisaccaridi Amido: zucchero di riserva presente negli organismi vegetali. Cellulosa: zucchero di struttura presente nei vegetali. Glicogeno: zucchero di riserva presente negli animali e nei funghi. Chitina: zucchero di struttura presente in alcuni animali e nei funghi.Monosaccaridi

Monosaccaridi

Il glucosio è un monosaccaride ed è la principale fonte di energia dei viventi; la sua formula molecolare è C6H12O6. Il ribosio (C5H10O5) e il desossiribosio (C5H10O4) sono monosaccaridi importanti in quanto molecole costitutive degli acidi nucleici RNA e DNA. Disaccaridi

Disaccaridi

Il saccarosio è un importante disaccaride, si tratta infatti della forma in cui gli zuccheri sono trasportati nelle piante. E' formato da due monosaccaridi (glucosio e fruttosio) che si uniscono grazie a una reazione di condensazione. Il lattosio è un disaccaride che si trova nel latte; esso deriva dall'unione di una molecola di glucosio e una di galattosio (un isomero del glucosio).I polisaccaridi

Polisaccaridi

I polisaccaridi sono i polimeri dei monosaccaridi. Sono carboidrati complessi con funzioni strutturali e di riserva. L'amido è la forma in cui il glucosio è immagazzinato nelle piante; il glicogeno negli animali e nei funghi. La cellulosa è un polisaccaride con funzione strutturale contenuto nelle piante; la chitina in alcuni animali e funghi. AMIDO GLICOGENO CELLULOSALipidi

Lipidi

I lipidi sono molecole caratterizzate da lunghe catene di C e H dette acidi grassi. I più importanti tipi di lipidi sono:

• Trigliceridi
• Fosfolipidi
• Steroidi
• CereI trigliceridi hanno funzione di riserva energetica

Trigliceridi: funzione di riserva energetica

Negli animali Nei vegetali Tessuto adiposo Acidi grassi saturi Semi e frutti Acidi grassi insaturiI lipidi forniscono energia e protezione

Lipidi: energia e protezione

I composti organici classificati come lipidi sono molto diversificati. La maggior parte dei lipidi è insolubile in acqua a causa delle catene di idrocarburi non polari.

1. Animali: carne grassa, burro, panna, formaggi.
2. Vegetali: olio di oliva, olio di semi, frutti oleosi (olive, avocado, cocco)

Funzione alimentare: fornire energia, trasportare vitamine liposolubili, costruire membrane cellulariI Trigliceridi sono sostanze formate da glicerolo, una molecola con tre -OH e da tre molecole di acidi grassi possono essere:

Trigliceridi: struttura e tipi

• saturi - non presentano doppi legami tra gli atomi di carbonio della catena idrocarburica;
• insaturi - hanno invece uno o più doppi legami tra gli atomi di carbonio della catena. H H-C-OH / - - - HHHHH Reazione di condensazione OHHHHHH ǁ T TTTTT H-C-O+C-C-C-C-C-C-C-H - - - - - HHHHHH OHHHH = - - - H-C-O-C-C-C-C-C-H - - - - H HHHH Molecola di trigliceride + 3 H2O Acqua HHHH TT HO ヒ ー H - - HHHH Tre molecole di acidi grassi Legame insaturo H OHHHHH ITTTT H-C-O-C-C-C=C-C-C-H 1 - ー H - - H H HHHHHH 0 ITTTTT -C-C-C-C-C-C-H / - - - - - HO HHHHHH Reazione di idrolisi H-C-OH H ー Glicerolo HHHHH TTTTT HO H-C-OH +Grassi animali e oli vegetali sono trigliceridi, sostanze formate da glicerolo, una molecola con tre -OH e da tre molecole di acidi grassi.

Grassi animali e oli vegetali

I grassi sono trigliceridi formati da acidi grassi saturi. Gli oli sono trigliceridi formati da acidi grassi insaturi. O= H-C-O-H H-O-C-C-C- 1 H-C- エ H-C-H H-C-H 1 H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C- エ H-C-H H-C-H エ ー ペ ー エ -C-C-H H + ○=C H-C-H エ ー C-H エ ー ピ ー エ H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H エ ー C-H H-C-H H-C-H H-C-H エ ー C-H H-C-H H-C-H 工 o= H エ ー エ -C- エ H-C-H H-C-H H-C-H I H-C-H H-C-H H-C-H H H H glicerolo 3 acidi grassi m H2C + trigliceride BURRO エ ー H H-C-O-C-C-C- 1 I I H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H 工 burro 0=C H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H エ -C- エ H-C-H I H-C-H H-C-H 1 H-C-H H-C-H H H H grasso animale (solido a temperatura ambiente) O=C H-C-H H-C-H エ -C-H エ ー ピ ー エ H-C-H エ ー ピ ー エ H-C-H H-C-H H-C- エ H-C-H H-C-H 1 C-C-H I - 工 acidi grassi saturi trigliceride H 0 H = H-C-O -- C-C-C-C- 1. H H エ ー C-H H-C-H H-C-H H-C-H H H エ ー C I-C I-C-H H-C-H 1 H-C-H 1 H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H 1 H-C-H 工 doppio legame O=C H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H エ ー I-C H エ ー C H-C H-C-H H-C-H H-C エ -C H-C-H H-C-I olio vegetale (liquido a temperatura ambiente) H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H H-C-H I H-C-H 1 H-C I-C I-C-H エ -O H-C I 1 ー エ glicerolo acidi grassi insaturi H-C-H -H olio di oliva OLIC H-C -- 0- -C- 1 -C- H-C-H 1 H H O=C H-C -- 0-C-C 1 HH エ ー ピ ー エ H-C -- 0- I I H-C-H H-C-H H-C-H 1 1 Ħ エ ー BURRO H-C-0-C-C- 1 1 C-C-C-H H I C-C- C-C-C-C-H 1 1 H H エ ー H-C-H エ ー ピ ー エ H H-C-O-H H-O-C-C-C- C-C-C= H-C-I II H-C-H 1. 1 H-C-H H-C-H 0 H HA B testa polare altra molecola -R R Testa idrofila Fosfato 0=P-0 0 3CH2-2CH-1CH2 Glicerolo 0 O 0 parti derivate da acidi grassi H H OH HHHH 1 H H H H H CH2 1 CH2 CH 1 CH2 CH2 1 CH2 CH2 1 CH2 CH2 - 1 CH2 CH - CH2 CH 1 CH - CH2 1 1 CH2 CH2 CH2 Acidi grassi CH2 CH2 1 CH3 CH2 1 CH - CH3 Fosfolipide Q H H = 1 H-C-0-C-C-C- C- C- -C- C- C-C-C-H ー エ HHH H I-O-I I-O-I H I-O-I I-O-I I-O-I I-O-I I-O-I H H ー エ testa polare code apolari La struttura dei fosfolipidi è simile a quella dei trigliceridi, ma al posto di uno degli acidi grassi c'è un gruppo fosfato, legato a un altro gruppo atomico. Sono molecole anfipatiche con una parte apolare idrofoba (le lunghe code) e una parte polare idrofila (la testa). I-U-I I-U-I H-C-H I-U-I I-O-I H CH2 - CH CH2 1 Interno della cellula CH- H-C-0-C-C-C-C-C-C-C-C-C=C-C- 1 1 1 1 1 C-C-H C=0 1 C=0 CH CH :- エ ー HHHH I- U-I H H HHH I- Esterno della cellula CH CH CH2 CH2 1 parte derivata dal glicerolo 0 エ ー code apolari 0-P-O-C-H Membrana plasmatica 0 I-O-I H Coda idrofobicaGli steroidi possono avere la funzione di stabilizzare la membrana esterna delle cellule, oppure funzioni ormonali. Es .: Colesterolo

Steroidi e cere

Le cere formano uno strato protettivo che riduce la perdita di acqua; in molti animali servono a proteggere e mantenere in salute la pelle e il pelo. CH3 H 1 1 H-C-(CH2)3-C-CH3 1 CH3 CH3 CH3 HO Colesterolo Patina cerosa O=C-CH2-CH2 -CH2-R H O / - C-CH2-CH2 -CH2-R 1 H Cera