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I I I° Lezione

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biochimicacorsoa
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FORZA ACIDA di un qualsiasi acido HA è data dal valore numerico più o meno elevato degli ioni H+ rilasciati quando una certa quantità di acido si scioglie in acqua: La forza degli acidi e delle basiLa forza degli acidi e delle basi HA + H2O H3O+ + A– [H3O+ ][A– ] K = —————— [HA] Un acido o una base si dice forte se si “dissocia” completamente per ogni concentrazione iniziale HCl + H2 O  H3 O+ + Cl- acido cloridrico è una acido forte NaOH  Na+ + OH- sodio idrossido è una base forte
Forza degli acidi e delle basi Acidi e basi a forza nulla (debolissimi) Un acido o una base si dicono debolissimi o a forza nulla se la loro dissociazione non comporta variazioni significative nella concentrazione degli ioni idronio (H3O+ ) e idrossido (OH- ) in soluzione.
La situazione di una soluzione acquosa di un acido/base forte può essere così rappresentata: La situazione di una soluzione acquosa di un acido/base debole può essere così rappresentata:
[H+ ][A– ] K = —————— [HA] Il pKa per un acido equivale al pH della soluzione nella quale l’acido è dissociato per metà e in definitiva è la misura della sua forza Ka costante di dissociazione, o costante di ionizzazione, dell'acido pKa= - Log10 Ka
più elevato è il valore di Ka, più l'acido è forte, più tende a dissociarsi Acido Ka pKa Acido solforoso H2SO3 1,5 x 10-2 1,81 Acido nitroso HNO2 4,3 x 10-4 3,37 Acido acetico CH3COOH 1,8 x 10-5 4,75 Acido carbonico H2CO3 4,3 x 10-7 6,37 Tanto più elevato è il pKa tanto più debole è l’acido
B + H2O = HB+ + OH– [HB+ ][OH– ] Kb = —————— [B] La costante di equilibrio Kb viene definita costante di dissociazione, o costante di ionizzazione, della base Più elevato è il valore di Kb, più la base è forte Analogamente, per una base debole B vale:
Suddivisione degli organismi
La cellula… La cellula è l’unitaLa cellula è l’unita fondamentale difondamentale di tutti gli organismitutti gli organismi viventi.viventi. Ogni cellula puòOgni cellula può esser definita comeesser definita come un'entità chiusa edun'entità chiusa ed autosufficiente:autosufficiente: essa è infatti inessa è infatti in grado di assumeregrado di assumere nutrientinutrienti, di, di convertirli inconvertirli in energiaenergia, di svolgere, di svolgere funzionifunzioni specializzate e dispecializzate e di riprodursi seriprodursi se necessario. Per farenecessario. Per fare ciò, ogni cellulaciò, ogni cellula contiene al suocontiene al suo
Le cellule eucariotiche sono suddivise in compartimenti che svolgono funzioni diverse Le cellule eucariotiche sono contraddistinte dalla presenza di un vero e proprio nucleo. Nelle cellule eucariotiche esiste un sistema di membrane interne che suddivide il citoplasma in zone diverse con funzioni differenti, facilitando l’insieme delle attività chimiche indicate come metabolismo cellulare.
I costituenti cellulari (cellula animale)
Il nucleo è il centro di controllo della cellula Il nucleo è il centro di controllo genetico della cellula eucariotica perché contiene il DNA che dirige tutte le attività cellulari. NucleoCromatina Nucleolo Poro Ribosomi Reticolo endoplasmatico ruvido Membrana nucleare a doppio strato Figura 4.7 Il nucleo è solitamente l’organulo più grande ed è separato dal citoplasma tramite la membrana nucleare.
Il reticolo endoplasmatico ruvido dà origine a membrane e proteine Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) ha due funzioni principali: • ampliare l’estensione del sistema di membrane; • assemblare le proteine destinate a essere secrete dalla cellula.
I ribosomi sulla superficie del reticolo endoplasmatico ruvido producono proteine che sono secrete dalla cellula, inserite nelle membrane o trasportate in vescicole ad altri organuli. Vescicola di trasporto con all’interno una glicoproteina 4 Vescicola di trasporto che si stacca Catena glucidica 3 Reticolo endoplasmatico Glicoproteina2 Polipeptide Ribosoma 1 Figura 4.8
Il reticolo endoplasmatico liscio svolge molteplici funzioni Il reticolo endoplasmatico liscio (REL): Figura 4.9 • sintetizza i lipidi (acidi grassi, fosfolipidi, steroidi); • demolisce le tossine e i farmaci nelle cellule del fegato; • immagazzina e rilascia ioni calcio nelle cellule muscolari. Reticolo endoplasmatico ruvido Involucro nucleare Ribosomi Reticolo endoplasmatico liscio TEM45000× Reticolo endoplasmatico ruvido
L’apparato di Golgi rielabora, seleziona e trasporta i prodotti cellulari L’apparato di Golgi è composto da sacchetti appiattiti impilati uno sull’altro che ricevono e modificano i prodotti del reticolo endoplasmatico e li trasportano ad altri organuli o sulla superficie della cellula (per essere espulsi). Apparato di Golgi TEM130000× Vescicola di trasporto prodotta dall’apparato di Golgi Lato «di uscita» dell’apparato di Golgi Apparato di Golgi Lato «d’ingresso» dell’apparato di Golgi Vescicola di trasporto proveniente dal reticolo Nuova vescicola in formazione
I mitocondri convertono l’energia chimica presente negli alimenti in energia utilizzabile dalla cellula Figura 4.14 Mitocondrio Membrana esterna Spazio intermembrana Matrice Membrana interna Creste TEM44880× Nei mitocondri avviene la respirazione cellulare che converte l’energia chimica degli alimenti in energia chimica di una molecola di ATP (adenosina trifosfato), la principale fonte di energia per il lavoro cellulare.
I mitocondri sono presenti a centinaia sia nelle cellule, animali sia in quelle vegetali. Questo organulo può essere considerato come la centrale energetica della cellula: infatti esso ricava energia, dalle sostanze di nutrimento attraverso il processo denominato respirazione cellulare. L'energia ricavata viene accumulata dentro a molecole, di rifornimento che costituiscono la valuta energetica" della cellula.
Struttura • Doppia membrana che li avvolge • DNA proprio (circolare) • Ribosomi Propri • Ciclo di vita proprio • Numerose copie di DNA • Sono state avanzate ipotesi che i mitocondri siano batteri incorporati in cellule eucariote nel corso dell’evoluzione
I mitocondri convertono l’energia chimica presente negli alimenti in energia utilizzabile dalla cellula Mitocondrio Membrana esterna Spazio intermembrana Matrice Membrana interna Creste TEM44880× Nei mitocondri avviene la respirazione cellulare che converte l’energia chimica degli alimenti in energia chimica di una molecola di ATP (adenosina trifosfato), la principale fonte di energia per il lavoro cellulare.
Membrana esternaMembrana esterna LisciaLiscia Doppia MembranaDoppia Membrana Membrana interna ripiegataMembrana interna ripiegata Creste mitocondrialiCreste mitocondriali
I I I° Lezione
Variazioni morfologiche Le creste differiscono in lunghezza, forma e numero, a seconda delle richieste energetiche della cellula Cellule normaliCellule normali Creste si allungano per metà della matriceCreste si allungano per metà della matrice Creste corte in corrispondenza di bassa richiesta energeticaCreste corte in corrispondenza di bassa richiesta energetica Cellule MuscolariCellule Muscolari Creste attraversano tutta la matriceCreste attraversano tutta la matrice Creste impacchettate molto stretteCreste impacchettate molto strette Numero elevato in corrispondenza di elevata richiesta energeticaNumero elevato in corrispondenza di elevata richiesta energetica
Mitocondri “Classici”Mitocondri “Classici” Creste a ripiani Attraversano metà della matrice Mitocondri AttiviMitocondri Attivi Creste a ripiani strettamente impilate Attraverso tutta la matrice
Funzione dei Mitocondri

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I I I° Lezione

  • 1. FORZA ACIDA di un qualsiasi acido HA è data dal valore numerico più o meno elevato degli ioni H+ rilasciati quando una certa quantità di acido si scioglie in acqua: La forza degli acidi e delle basiLa forza degli acidi e delle basi HA + H2O H3O+ + A– [H3O+ ][A– ] K = —————— [HA] Un acido o una base si dice forte se si “dissocia” completamente per ogni concentrazione iniziale HCl + H2 O  H3 O+ + Cl- acido cloridrico è una acido forte NaOH  Na+ + OH- sodio idrossido è una base forte
  • 2. Forza degli acidi e delle basi Acidi e basi a forza nulla (debolissimi) Un acido o una base si dicono debolissimi o a forza nulla se la loro dissociazione non comporta variazioni significative nella concentrazione degli ioni idronio (H3O+ ) e idrossido (OH- ) in soluzione.
  • 3. La situazione di una soluzione acquosa di un acido/base forte può essere così rappresentata: La situazione di una soluzione acquosa di un acido/base debole può essere così rappresentata:
  • 4. [H+ ][A– ] K = —————— [HA] Il pKa per un acido equivale al pH della soluzione nella quale l’acido è dissociato per metà e in definitiva è la misura della sua forza Ka costante di dissociazione, o costante di ionizzazione, dell'acido pKa= - Log10 Ka
  • 5. più elevato è il valore di Ka, più l'acido è forte, più tende a dissociarsi Acido Ka pKa Acido solforoso H2SO3 1,5 x 10-2 1,81 Acido nitroso HNO2 4,3 x 10-4 3,37 Acido acetico CH3COOH 1,8 x 10-5 4,75 Acido carbonico H2CO3 4,3 x 10-7 6,37 Tanto più elevato è il pKa tanto più debole è l’acido
  • 6. B + H2O = HB+ + OH– [HB+ ][OH– ] Kb = —————— [B] La costante di equilibrio Kb viene definita costante di dissociazione, o costante di ionizzazione, della base Più elevato è il valore di Kb, più la base è forte Analogamente, per una base debole B vale:
  • 8. La cellula… La cellula è l’unitaLa cellula è l’unita fondamentale difondamentale di tutti gli organismitutti gli organismi viventi.viventi. Ogni cellula puòOgni cellula può esser definita comeesser definita come un'entità chiusa edun'entità chiusa ed autosufficiente:autosufficiente: essa è infatti inessa è infatti in grado di assumeregrado di assumere nutrientinutrienti, di, di convertirli inconvertirli in energiaenergia, di svolgere, di svolgere funzionifunzioni specializzate e dispecializzate e di riprodursi seriprodursi se necessario. Per farenecessario. Per fare ciò, ogni cellulaciò, ogni cellula contiene al suocontiene al suo
  • 9. Le cellule eucariotiche sono suddivise in compartimenti che svolgono funzioni diverse Le cellule eucariotiche sono contraddistinte dalla presenza di un vero e proprio nucleo. Nelle cellule eucariotiche esiste un sistema di membrane interne che suddivide il citoplasma in zone diverse con funzioni differenti, facilitando l’insieme delle attività chimiche indicate come metabolismo cellulare.
  • 10. I costituenti cellulari (cellula animale)
  • 11. Il nucleo è il centro di controllo della cellula Il nucleo è il centro di controllo genetico della cellula eucariotica perché contiene il DNA che dirige tutte le attività cellulari. NucleoCromatina Nucleolo Poro Ribosomi Reticolo endoplasmatico ruvido Membrana nucleare a doppio strato Figura 4.7 Il nucleo è solitamente l’organulo più grande ed è separato dal citoplasma tramite la membrana nucleare.
  • 12. Il reticolo endoplasmatico ruvido dà origine a membrane e proteine Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) ha due funzioni principali: • ampliare l’estensione del sistema di membrane; • assemblare le proteine destinate a essere secrete dalla cellula.
  • 13. I ribosomi sulla superficie del reticolo endoplasmatico ruvido producono proteine che sono secrete dalla cellula, inserite nelle membrane o trasportate in vescicole ad altri organuli. Vescicola di trasporto con all’interno una glicoproteina 4 Vescicola di trasporto che si stacca Catena glucidica 3 Reticolo endoplasmatico Glicoproteina2 Polipeptide Ribosoma 1 Figura 4.8
  • 14. Il reticolo endoplasmatico liscio svolge molteplici funzioni Il reticolo endoplasmatico liscio (REL): Figura 4.9 • sintetizza i lipidi (acidi grassi, fosfolipidi, steroidi); • demolisce le tossine e i farmaci nelle cellule del fegato; • immagazzina e rilascia ioni calcio nelle cellule muscolari. Reticolo endoplasmatico ruvido Involucro nucleare Ribosomi Reticolo endoplasmatico liscio TEM45000× Reticolo endoplasmatico ruvido
  • 15. L’apparato di Golgi rielabora, seleziona e trasporta i prodotti cellulari L’apparato di Golgi è composto da sacchetti appiattiti impilati uno sull’altro che ricevono e modificano i prodotti del reticolo endoplasmatico e li trasportano ad altri organuli o sulla superficie della cellula (per essere espulsi). Apparato di Golgi TEM130000× Vescicola di trasporto prodotta dall’apparato di Golgi Lato «di uscita» dell’apparato di Golgi Apparato di Golgi Lato «d’ingresso» dell’apparato di Golgi Vescicola di trasporto proveniente dal reticolo Nuova vescicola in formazione
  • 16. I mitocondri convertono l’energia chimica presente negli alimenti in energia utilizzabile dalla cellula Figura 4.14 Mitocondrio Membrana esterna Spazio intermembrana Matrice Membrana interna Creste TEM44880× Nei mitocondri avviene la respirazione cellulare che converte l’energia chimica degli alimenti in energia chimica di una molecola di ATP (adenosina trifosfato), la principale fonte di energia per il lavoro cellulare.
  • 17. I mitocondri sono presenti a centinaia sia nelle cellule, animali sia in quelle vegetali. Questo organulo può essere considerato come la centrale energetica della cellula: infatti esso ricava energia, dalle sostanze di nutrimento attraverso il processo denominato respirazione cellulare. L'energia ricavata viene accumulata dentro a molecole, di rifornimento che costituiscono la valuta energetica" della cellula.
  • 18. Struttura • Doppia membrana che li avvolge • DNA proprio (circolare) • Ribosomi Propri • Ciclo di vita proprio • Numerose copie di DNA • Sono state avanzate ipotesi che i mitocondri siano batteri incorporati in cellule eucariote nel corso dell’evoluzione
  • 19. I mitocondri convertono l’energia chimica presente negli alimenti in energia utilizzabile dalla cellula Mitocondrio Membrana esterna Spazio intermembrana Matrice Membrana interna Creste TEM44880× Nei mitocondri avviene la respirazione cellulare che converte l’energia chimica degli alimenti in energia chimica di una molecola di ATP (adenosina trifosfato), la principale fonte di energia per il lavoro cellulare.
  • 20. Membrana esternaMembrana esterna LisciaLiscia Doppia MembranaDoppia Membrana Membrana interna ripiegataMembrana interna ripiegata Creste mitocondrialiCreste mitocondriali
  • 22. Variazioni morfologiche Le creste differiscono in lunghezza, forma e numero, a seconda delle richieste energetiche della cellula Cellule normaliCellule normali Creste si allungano per metà della matriceCreste si allungano per metà della matrice Creste corte in corrispondenza di bassa richiesta energeticaCreste corte in corrispondenza di bassa richiesta energetica Cellule MuscolariCellule Muscolari Creste attraversano tutta la matriceCreste attraversano tutta la matrice Creste impacchettate molto stretteCreste impacchettate molto strette Numero elevato in corrispondenza di elevata richiesta energeticaNumero elevato in corrispondenza di elevata richiesta energetica
  • 23. Mitocondri “Classici”Mitocondri “Classici” Creste a ripiani Attraversano metà della matrice Mitocondri AttiviMitocondri Attivi Creste a ripiani strettamente impilate Attraverso tutta la matrice

Editor's Notes

  • #19: DNA mitocondriale 16500 bp 13 proteine 22 tRNA 2 rRNA 37 geni