6.1 composizione della cellula (s6ita - bi4ita)
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Il documento esamina la composizione chimica delle cellule, evidenziando il ruolo degli elementi principali come idrogeno, carbonio, ossigeno, e azoto, e la loro funzione in molecole come proteine e acidi nucleici. Discute anche legami chimici, proprietà dell'acqua, reazioni acido-base, e diversi tipi di macromolecole come carboidrati, lipidi e proteine, descrivendo la loro struttura e funzione. Infine, analizza la sintesi delle biomolecole e il dogma centrale della biologia, che illustra il processo di trascrizione e traduzione da DNA a proteina.
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• misura della concentrazione di H+
• aqua pura contiene 10-7 mol/L
• 1M HCl contiene 1M di H+
• IM NaOH contiene 10-14M di H+
• - logaritmo della concentrazione
• pH = -log10[H+]
• pH sangue = 7.4](https://image.slidesharecdn.com/6-1composizionedellacellula-120912145140-phpapp02/85/6-1-composizione-della-cellula-s6ita-bi4ita-16-320.jpg)
6.1 composizione della cellula (s6ita - bi4ita)
- 1. Composizione chimica delle cellule Scuola Europea s6ita - bi4ita
- 2. • idrogeno (H), ossigeno (O), azoto (N), carbonio (C), zolfo (S) e fosforo (P) = 98% • 99% delle molecole cellulare sono H 0 2 (70% peso) • cellule hanno più proteina (approx. 50%) di DNA
- 3. Ioni importanti • sodio (Na+) • ferroso, ferrico (Fe2+, Fe3+) • ammonio (NH4+) • potassio (K+) • rameoso, rameico (Cu+, Cu2+) • solfato (SO42-) • calcio (Ca2+) • fosfato (PO43-) • magnesio (Mg2+)
- 4. Elementi traccia • ferro (Fe) • manganese (Mn) • zinco (Zn) • molibdeno (Mo) • rame (Cu) • selenio (Se) • cobalto (Co) • vanadio (V) • iodio (I) • silicio (Si) • fluoro (F) • cromo (Cr)
- 5. peso molecolare • somma dei pesi atomici • numero di Avogadro = 6.023 x 10 23 molecule/mole • soluzione con una mole di soluto = 1M http://www.itchiavari.org/chimica/docs/tavola_periodica.pdf
- 7. Tipi di legami • covalente • ionico (attrazione elletrostatica, +/-) • a idrogeno (δ+/δ-) • van der Waals • (interazioni idrofobiche)
- 8. capacità di legame • H :1 • O :2 • S :2 • N :3 • C :4 • P :5
- 9. polarità • sostanze apolari = idrofobico • sostanze polari = idrofilo
- 10. Acqua • participa direttamente a molte reazioni chimiche • forma approssimativamente tetraedrica • ghiaccio = rigida strutura cristallina (4 legami) • ottimo solvente
- 11. • adesione vs. coesione • tensione superficiale • ionizzazione di molecole di aqua • OH vs. H O - 3 +
- 12. acidi e basi • acidi cedono H+ • basi accettano H + • H può legarsi ad altre molecole +
- 13. acidi • acido cloridrico HCl • acido solforico H SO 2 4 • acido acetico (-COOH → COO + H ) - + • acido piruvico (-COOH)
- 14. basi • bicarbonato HCO3- + H+ → H2CO3 • ammoniaca NH3 + H + → NH4+
- 15. reazione reversibile • -COOH ⇌ -COO- + H+ • in teoria tutte le reazioni chimiche sono reversibili
- 16. pH • misura della concentrazione di H+ • aqua pura contiene 10-7 mol/L • 1M HCl contiene 1M di H+ • IM NaOH contiene 10-14M di H+ • - logaritmo della concentrazione • pH = -log10[H+] • pH sangue = 7.4
- 17. tamponi (buffers) • riducono al minimo i cambiamenti di pH • ciascun compartimento cellulare ha un pH controllato • non si ionizzano completamente in aqua
- 18. molecole organiche • contengono C • forma determinata dalla valenza e dai legami covalenti • dimensioni, forma, solubilità e la reattività sono elementi significativi per comprendere la struttura e il funzionamento delle cellule
- 19. gruppi funzionali (FlatMol) ossidrile etanolo (alcoli) carbonile acetaldeide (aldeidi) carbonile acetone (chetoni)
- 20. carbossile (acidi carbossilici) acido acetico amino metilamina (amine) fosfato acido 3- (fosfati organici) fosfoglicerico sulfidrile mercaptoetanolo (tioli)
- 21. Macromolecole • polisaccaridi (monosaccaridi) • lipidi • proteina (amminoacidi) • acidi nucleici (nucleotidi) • peso molecolare entro 10 e 10 3 6 g/mol
- 22. carboidrati (glucidi) • numerose funzioni biologici • riserva energetica e trasporto dell’energia • componenti strutturali (cellulosa, cartilagine) • sistema immunitario • fertilità • sviluppo biologico
- 23. carboidrati (glucidi) • più commune fonte di energia • digestione richiede meno acqua di quella delle proteine o dei grassi • 3,75 kcal per grammo • esseri umani: numero limitato di glucidi • monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi
- 24. glu glucosio mono-S monosaccaride di-S disaccaride poly-S polisaccaride amylum amido cellulose cellulosa
- 25. A1. legame 1,4-α A2. amilosio B1. legame 1,4-β B2. cellulosa B3. microfibra di cellulosa h. legame idrogenoc. C. amilopectina o glicogeno (ramificato)
- 26. monosaccaridi • glucosio • sintetizzato attraverso la fotosintesi • esosi - C H O 6 12 6 • pentosi
- 27. strutture chemiche fruttosio glucosio mannosio galattosio ribosio deossiribosio va utilizzato nella DNA http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- 28. monosaccaridi (cont.) • non sono essenziali • dieta completamente priva di glucidi può portare a chetoacidosi (chetosi) • diabete I → coma • cervello neccessita glucosio • glucosio può essere prodotto da proteine e grassi
- 29. disaccaridi • monosaccaride + monosaccaride → disaccaride • glucosio + glucosio → maltosio • glucosio + galattosio → lattosio • glucosio + fruttosio → saccarosio • legami glicosidici
- 30. legame glicosidico glucosio + glucosio → maltosio + acqua legame glicosidico 1-4-α
- 31. strutture chimiche lattosio saccarosio maltosio (1-4-α) cellobiosio (1-4-β) sucrosio zucchero da tavola
- 32. oligosaccaridi • 3-20 monosaccaridi • legami glicosidici in varie posizioni • possono essere covalentamente legati a proteine e lipidi • segnali di riconosciemento tra cellule
- 33. polisaccaridi • gigantesche catene di monosaccaridi • amido (1-4-α) • cellulosa (1-4-β) • chitina
- 34. amidi vegetali amido amilopectina moderatamente ramificata
- 35. glicogeno • deposito del glucosio nel fegato e nei muscoli degli animali • altamente ramificata • dunque amido e glicogeno sono depositi di atomi di carbonio ed energia di riserva • enzimi specifici digeriscono i vari glucidi
- 36. lipidi • composti idrocarburici • insolubili in acqua • numerosi legami apolari • idrofobico
- 37. funzioni dei lipidi • barriere insulanti • rivestimento prottetivo per prevenire l’infezione e l’eccessivo aumento o perdita di acqua • vitamine A, D, E, K • ormoni (steroidi) • lipoproteine (LDL, HDL)
- 38. acetil-CoA • lipidi sintetizzati da acetil-CoA • acetil-CoA può essere sintetizzato da carboidrati, amminoacidi e acidi grassi • coenzime A (tiolo) + acido acetico
- 39. acetil-CoA + acido acetico coenzime A acetil-CoA
- 40. trigliceridi (triacilglicerolo) • lipidi semplici • solidi a 20 ∘C = grassi • liquidi a 20 ∘C = oli • formati da glicerolo e acidi grassi (legame estereo)
- 41. lipidi (cont.) gl glicerolo ac acido grasso trg trigliceride
- 42. acidi grassi • saturi o insaturi • cis / trans
- 44. lipidi essenziali • alcuni lipidi insaturi devono essere ottenuti dalla dieta • vitamine A, D, E, K • immagazzinato nel fegato e nel tessuto adiposo
- 45. fosfolipidi • 2 acidi grassi, 1 gruppo fosfato (-)
- 49. steroidi • colesterolo • funzione strutturale nella membrana • solo in animali (non-vegetale) • → derivati (ormoni)
- 50. ormone acido biliare
- 51. glicolipidi • carboidrati legati a lipidi • sulle membrane cellulare • funzione simile a quella delle glicoproteine • riconosce sostanze chimiche • sui globuli rossi → gruppi sanguigni • formazione dei tessuti (cellule si attaccono)
- 53. Proteina • realizzano le istruzioni del codice genetico • 20 amminoacidi → proteina • amminoacidi essenziali • cellula tipica contiene >1000 proteina diversa • enzimi (catalizzatori)
- 55. legame peptidico
- 57. struttura e funzione • 4 livelli di struttura • primaria (sequenza) • secondaria (α-elica, foglietto β piegato) • terzaria (forma totale 3D) • quaternaria (complessi di polipeptidi)
- 59. struttura secondaria • α-elica, • foglietto β piegato
- 61. struttura terzaria e quaternaria
- 62. ponte disolforo
- 63. Acidi nucleici • DNA, RNA • 4 nucleotidi (A,T/U, G, C) • nucleotide = ribosio + base + PO 4 - • informazione genetica nei cromosomi • cromosoma contiene geni • DNA → (mRNA → tRNA → rRNA) → proteina
- 64. adenosina-5-acido monofosforico (AMP) http://chempaths.chemeddl.org/services/chempaths/?q=book/General%20Chemistry%20Textbook/Molecules%20in%20Living%20Systems/1982/nucleic-acid-structure
- 66. nucleotide
- 68. basi azotate
- 69. Watson and Crick • hanno scoperto la struttura della DNA • 1953 • Rosalind Franklin, Maurice Wilkins • prezzo Nobel 1962 • doppia elica antiparallela
- 70. DNA
- 71. tipi di DNA • DNA nucleare (1/2 mamma, 1/2 papà) • DNA mitocondriale (100% mamma) • DNA cloroplastico
- 72. RNA • acido ribonucleico • polimeri di ribonucleidi • molto simile al DNA (acido deossiribonucleico) • timina (T) sostituito dall’uracile (U) • filamento singolo (doppio possibile)
- 73. RNA • sintetizzati attraverso la trascrizione di DNA • mRNA (messagero) • tRNA (transfer) • rRNA (ribosomiale)
- 74. tRNA • attaccati ai amminoacidi • utilizzati nella proteosintesi
- 75. dogma centrale • DNA → mRNA → proteina • DNA → (mRNA → tRNA → rRNA) → proteina
- 79. • modello a mosaico fluido (http://www.youtube.com/watch?v=CI0gITqoCrU) • From DNA to protein (http://www.youtube.com/watch?v=D3fOXt4MrOM) https://www.facebook.com/s6ita.bi4ita.2012.2013
Editor's Notes
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