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bene in questa lezione proveremo a
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descrivere le molecole della vita o
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biomolecole cioè quelle molecole che
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assumono ruolo fondamentale nella
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costruzione delle
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strutture presenti all'interno delle
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cellule prima però di affrontare nel
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dettaglio La descrizione di queste
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biomolecole è necessario parlare un
00:00:22
attimo dell'acqua e delle
00:00:24
caratteristiche collegate alla sua
00:00:27
struttura infatti Anche se non abbiamo
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già ancora approfondito la struttura
00:00:33
atomica e le caratteristiche di ogni
00:00:34
singolo elemento come ad esempio
00:00:36
l'elettronegatività
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eh è indispensabile ora dare un'occhiata
00:00:42
alle diverse caratteristiche dell'atomo
00:00:44
del di idrogeno e dell'atomo di ossigeno
00:00:46
che costituiscono come noto la molecola
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d'acqua e senza entrare troppo nei
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dettagli quindi nella descrizione dei
00:00:53
diversi tipi di legame tra cui quella il
00:00:55
legame covalente polare citato appunto
00:00:57
in questo testo e
00:01:00
sufficiente ricordare che l'ossigeno ha
00:01:04
una capacità di
00:01:05
attrarre gli elettroni di legame e i
00:01:08
suoi elettroni che circolano attorno
00:01:11
attorno al nucleo con una forza con
00:01:14
un'intensità maggiore di quello che può
00:01:16
fare l'idrogeno ciò determina una
00:01:18
polarità nel rapporto tra l'idrogeno e
00:01:21
l'ossigeno che è evidenziata con questi
00:01:24
Delta Men e Delta più In altri termini
00:01:26
molto semplificati per ora possiamo dire
00:01:29
che l'ossigeno tende a trattenere per
00:01:31
maggior tempo gli elettroni attorno alla
00:01:34
al proprio atomo e di conseguenza assume
00:01:37
tendenzialmente una carica che è
00:01:39
negativa eh di conseguenza l'idrogeno
00:01:42
invece rilasciando gli elettroni per un
00:01:44
maggior tempo attorno all'ossigeno tende
00:01:47
ad avere una carica tendenzialmente
00:01:49
positiva identificata con questo Delta
00:01:51
più quando due molecole d'acqua si
00:01:53
trovano eh vicine le una alle altre Eh
00:01:57
visto che le cariche di segno opposto si
00:01:58
attraggono
00:01:59
eh È evidente che gli atomi di ossigeno
00:02:02
di una molecola d'acqua saranno attratti
00:02:04
dagli atomi di idrogeno di un'altra
00:02:07
molecola d'acqua generando quello che
00:02:09
viene chiamato un legame idrogeno questo
00:02:12
legame idrogeno è fondamentale perché
00:02:14
permette come vedremo eh diversi
00:02:17
importanti fenomeni
00:02:19
eh Normalmente le sostanze che si
00:02:23
sciolgono che si sciolgono in acqua come
00:02:26
per esempio eh potete vedere in questa
00:02:28
in questa immagine vengono chiamate
00:02:31
appunto polari eh Proprio perché
00:02:34
caratterizzate da una certa polarità
00:02:36
dalla presenza di Poli elettrici la
00:02:39
presenza di Poli elettrici collegata
00:02:41
alla struttura come abbiamo visto
00:02:43
dell'acqua e la possibilità che l'acqua
00:02:45
formi legami idrogeno determina Eh la
00:02:48
solubilità come vedete in in questa
00:02:51
immagine per esempio quando mettiamo del
00:02:53
cloruro di sodio NaCl in in acqua il
00:02:57
sodio positivo eh viene circondato dalla
00:03:02
parte negativa delle molecole d'acqua
00:03:03
qui evidenziate con delle palline rosse
00:03:06
mentre il cloro negativo lo ione CL Men
00:03:10
viene circondato sempre da molecole
00:03:12
d'acqua ma in questo caso con i segni
00:03:14
positivi cioè con gli idrogeni con i
00:03:16
delta più rivolti in direzione appunto
00:03:18
dell'atomo di cloro dello ione cloro
00:03:21
questo determina quindi la rottura del
00:03:23
cristallo e la solubilizzazione del
00:03:26
cloruro di sodio in acqua
00:03:29
quindi normalmente una molecola si
00:03:32
definisce polare quando ehm è proprio
00:03:35
per il fenomeno che abbiamo appena visto
00:03:37
solubile in acqua questo teniamolo
00:03:40
teniamolo a mente perché poi nelle
00:03:42
biomolecole dovremmo ricordare ed
00:03:45
evidenziare da parte di alcune una certa
00:03:47
polarità e quindi la possibilità di
00:03:49
essere disciolta in acqua mentre
00:03:50
viceversa altre molecole le
00:03:52
considereremo apolari proprio perché Eh
00:03:55
a a differenza di quelle Eh appunto
00:03:58
polari non possono sciogliersi in acqua
00:04:01
passiamo ora ad evidenziare e a
00:04:03
descrivere le biomolecole le biomolecole
00:04:05
sono molecole organiche cioè formate da
00:04:08
carbonio idrogeno ossigeno e spesso
00:04:11
zolfo e azoto e fosforo a volte e
00:04:15
Eh che come abbiamo visto caratterizzano
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gli esseri viventi le distinguiamo in
00:04:22
questi quattro macr gruppi le proteine
00:04:25
Gli acidi nucleici i carboidrati e i
00:04:28
lipidi eh Molte biomolecole sono dei
00:04:32
polimeri cioè sono costituiti da unità
00:04:35
fondamentali chiamate monomeri che sono
00:04:37
legate tra loro da legami atomici che
00:04:39
qui chiamiamo covalenti e vedremo in
00:04:42
futuro Qual è il il significato non sono
00:04:45
però
00:04:46
legami ionici cioè come quelli che ehm
00:04:49
si generano tra ehm sostanze che hanno
00:04:53
delle cariche elettriche differenti il
00:04:56
primo gruppo che Eh andiamo Ah scusate
00:05:00
il il processo di polimerizzazione
00:05:03
chiamato anche di
00:05:04
condensazione si realizza a seguito
00:05:07
della perdita di una molecola d'acqua
00:05:10
tra
00:05:11
ehm che si verifica sommando dei gruppi
00:05:14
Oh e h dei monomeri differenti a seguito
00:05:19
appunto di una eliminazione di una
00:05:21
molecola d'acqua i monomeri si legano
00:05:23
tra loro formando appunto
00:05:26
progressivamente una catena Eh che
00:05:28
prende Appunto il nome di polimero
00:05:31
Ovviamente la reazione inversa chiamata
00:05:35
idrolisi avviene quando a seguito
00:05:37
dell'immissione di una molecola di acqua
00:05:40
tra
00:05:41
eh gli elementi che costituiscono il
00:05:43
polimero si spezza nuovamente quel quel
00:05:47
legame che si era precedentemente
00:05:49
formato e i i diversi costituenti cioè i
00:05:53
monomeri si liberano reazione di
00:05:56
condensazione reazione di
00:05:57
polimerizzazione reazione di eh idrolisi
00:06:00
invece di rottura del
00:06:02
polimero dicevo le principali
00:06:05
ehm la prima categoria che andiamo ad
00:06:08
analizzare dei eh delle biomolecole sono
00:06:11
i carboidrati i carboidrati sono eh
00:06:15
costituiti sono i cosiddetti zuccheri
00:06:16
sono costituiti da catene di atomi di
00:06:18
carbonio a partire da tre
00:06:20
Eh e a crescere Eh e ehm possono essere
00:06:25
distinti in questi tre grandi gruppi
00:06:27
monosaccaridi disaccaridi e i
00:06:30
polisaccaridi come vedete questi sono eh
00:06:33
formule di struttura che Eh ancora non
00:06:36
non riuscite probabilmente a comprendere
00:06:39
fino nel dettaglio ma sostanzialmente
00:06:41
vedete che qui abbiamo delle catene di
00:06:43
atomi di carbonio ciclizzare legate qui
00:06:46
tramite un un un atomo di ossigeno
00:06:49
perché questa è la forma prevalente che
00:06:52
troviamo all'interno appunto degli
00:06:56
Insomma degli organismi quando due monos
00:06:59
aridi si legano tra loro come capita
00:07:01
appunto tra il glucosio e il fruttosio a
00:07:03
seguito di una reazione di condensazione
00:07:06
come quelle che abbiamo visto
00:07:07
precedentemente Quindi con l'aperta di
00:07:08
una molecola d'acqua si forma un
00:07:10
disaccaride il disaccaride come in
00:07:13
questo caso il saccarosio è formato
00:07:15
Quindi da due unità da due monomeri i
00:07:19
polisaccaridi sono invece formati da un
00:07:22
numero maggiore sempre legati a
00:07:25
catene la disposizione di questi di
00:07:28
questi omeri e l'eventuale ramificazione
00:07:31
porta alla differenziazione dei diversi
00:07:33
polisaccaridi così come la composizione
00:07:35
invece dei quindi le caratteristiche dei
00:07:37
monomeri che formano il disaccaride
00:07:40
caratterizzano appunto quest'altro
00:07:41
gruppo di
00:07:43
carboidrati in in questa immagine vedete
00:07:47
invece la forma lineare per esempio del
00:07:50
glucosio e del
00:07:52
fruttosio che al di là adesso dei nomi
00:07:55
un po' strani che possono che possono
00:07:58
che si possono leggere qui gruppo
00:07:59
aldeidico piuttosto che gruppo chetonico
00:08:01
caratterizzano proprio la struttura Eh
00:08:04
in questo caso qui vediamo eh Due tre eh
00:08:09
polisaccaridi molto importanti che
00:08:10
dovremmo ricordare sono la cellulosa un
00:08:12
polisaccaride di origine vegetale che ha
00:08:15
funzioni essenzialmente strutturali
00:08:17
mentre invece l'amido e il glicogeno
00:08:19
sonoo polisaccaridi rispettivamente di
00:08:21
origine vegetale e di origine animale
00:08:23
formate appunto allo stesso modo della
00:08:26
Cellulosa da monomeri di glucosa La
00:08:28
differenza è la presenza di
00:08:29
ramificazione in entrambi Amid e
00:08:31
glicogeno che permette una una eh
00:08:35
ciclizzazione una arrotolamento diciamo
00:08:37
così della molecola da poter essere
00:08:39
immagazzinata nei tessuti
00:08:42
ehm i carboidrati hanno come noto una
00:08:46
funzione essenzialmente di tipo
00:08:47
energetico Eh sono le molecole che
00:08:50
vengono bruciate dalla dalla attraverso
00:08:54
le reazioni del del metabolismo per
00:08:56
ricavare energia nel caso della
00:08:59
Cellulosa ricordavo invece che la
00:09:01
funzione è strutturale Nel caso invece
00:09:03
dell'amido e del glicogeno sono sempre
00:09:06
fonti di energia ma sono strutture di
00:09:09
riserva a questo link potete trovare un
00:09:13
video che illustra ulteriormente le cose
00:09:16
che abbiamo appena visto passando invece
00:09:19
a un altro gruppo importante di
00:09:21
biomolecole troviamo le proteine e gli
00:09:23
amminoacidi O meglio le proteine gli
00:09:26
amminoacidi sono Infatti i mattoni i
00:09:29
costituenti delle proteine cioè i
00:09:31
monomeri che costituiscono una volta
00:09:33
legate insieme le proteine Beh tutti gli
00:09:36
aminoacidi Sono caratterizzate da una
00:09:38
struttura comune un atomo di carbonio
00:09:40
centrale al quale sono legati da una
00:09:44
parte un gruppo carbossilico co- coh
00:09:48
cioè un atomo di carbonio con due atomi
00:09:50
di ossigeno e al limite un idrogeno e Da
00:09:52
quest'altra parte invece un gruppo
00:09:54
amminico nh2 che può essere
00:09:56
rappresentato anche con nh3 + eh ciò che
00:10:00
caratterizza ciò che differenzia gli
00:10:02
amminoacidi i 20 amminoacidi sono invece
00:10:06
eh È invece questo gruppo funzionale
00:10:10
indicato con la lettera r che funge da
00:10:12
catena laterale e che è diverso per
00:10:14
tutti i venti amminoacidi
00:10:17
il gli amminoacidi si legano tra loro eh
00:10:22
attraverso una reazione eh Anche in
00:10:24
questo caso di condensazione vedete con
00:10:26
la perdita di di di una molecola d'acqua
00:10:30
questi due idrogeni si legano con
00:10:31
l'ossigeno e formano una molecola
00:10:33
d'acqua e reazione che avviene tra il
00:10:36
gruppo carbossilico di un amminoacido
00:10:37
coo e il gruppo amminico
00:10:39
dell'altro amminoacido la reazione Porta
00:10:43
alla formazione di un legame peptidico
00:10:45
col termine peptide si indicano poi
00:10:47
anche alcune semplici proteine e
00:10:51
la continuando appunto a legare tra
00:10:54
gruppi carbossilici e gruppi amminici in
00:10:57
sequenza si arriva alla formaz
00:10:59
della struttura primaria della proteina
00:11:02
che è rappresentata in maniera molto
00:11:06
simbolica con questi con queste palline
00:11:10
in questa in questo nastro la struttura
00:11:13
primaria è quindi la prima forma la più
00:11:15
semplice che si genera dalla sintesi
00:11:20
dalla Insomma dalla dalla condensazione
00:11:23
degli amminoacidi poi possiamo avere una
00:11:25
struttura secondaria la cosiddetta Alfa
00:11:27
elica oppure il foglietto Beta
00:11:30
pieghettato entrambi e qui ritorna
00:11:33
quella legame che abbiamo accennato
00:11:35
all'inizio della lezione entrambi sono
00:11:38
trattenute quindi la forma è data questa
00:11:40
elica e questo questa serie di foglietti
00:11:43
pieghettati dalla formazione di legami a
00:11:45
idrogeno tra i gruppi
00:11:47
NH tra i gruppi amminici e il gruppo
00:11:50
carbonile del dell'aminoacido più
00:11:54
strutture secondarie legate tra loro
00:11:56
vedete Alfa eliche e foglietti ripie
00:11:59
piegati formano la struttura terziaria E
00:12:03
a loro volta più strutture terziarie
00:12:06
formano proteine globulari dette cioè
00:12:08
struttura quaternaria che vedremo
00:12:10
saranno molto importanti nelle reazioni
00:12:13
metaboliche saranno molto importanti
00:12:15
perché una delle funzioni principali
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delle proteine è la funzione enzimatica
00:12:20
cioè quella di svolgere una azione di
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catalisi biologica cioè di
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velocizzazione delle reazioni
00:12:26
metaboliche all'interno delle cellule
00:12:28
all'interno dell'organismo
00:12:30
in a questo sito trovate un altro video
00:12:33
che illustra questo è in inglese Però
00:12:36
la la insomma la formazione delle delle
00:12:39
proteine A partire dagli
00:12:41
amminoacidi un altro gruppo
00:12:44
particolarmente importante è il gruppo
00:12:47
dei lipidi i lipidi a differenza delle
00:12:49
molecole che abbiamo visto
00:12:50
precedentemente sono sostanze apolari
00:12:53
Cioè non hanno la possibilità di
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sciogliersi in acqua vedete che in
00:12:58
questo caso la formazione del dei forse
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dei più importanti lipidi in questo caso
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i trigliceridi si basa sulla reazione
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tra una molecola di una glicerolo e tre
00:13:08
catene di acidi grassi queste tre catene
00:13:10
di acidi grassi formano attraverso anche
00:13:13
in questo caso un legame di
00:13:14
condensazione in realtà il legame si
00:13:16
chiama estere lo scopriremo più avanti
00:13:18
un trigliceride i trigliceridi o meglio
00:13:22
una derivazione dei
00:13:24
trigliceridi possiamo saltare lo vedremo
00:13:27
un'altra volta danno orig una molecola
00:13:29
molto importante che è il fosfolipide
00:13:31
vedete il fosfolipide è caratterizzato
00:13:35
da una da due catene di di acidi grassi
00:13:39
mentre la terza catena di acidi grassi è
00:13:41
stata sostituita da un gruppo fosfato
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questo aspetto è significativo perché a
00:13:47
differenza di Come dicevamo prima che
00:13:49
della apolarità delle catene di acidi
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grassi quindi della loro incapacità di
00:13:54
sciogliersi in acqua la il gruppo
00:13:56
fosfato la testa eh della del nostro
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fosfolipide è invece polare e quindi può
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Come si vede qui sciogliersi in acqua
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questi fosfolipidi sono la struttura
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portante come Vedremo della membrana
00:14:10
cellulare ultimi gruppo di biomolecole
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sono gli acidi nucleici Gli acidi
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nucleici conoscete DNA RNA sono
00:14:20
anch'essi dei polimeri formati da dei
00:14:23
monomeri i monomeri sono appunto i
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nucleotidi cioè una roba di questo
00:14:28
genere formata da uno zucchero e da una
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base azotata e da un gruppo fosfato che
00:14:33
si legano tra loro a formare appunto
00:14:35
queste lunghe catene Così come eh vedete
00:14:39
in questa in questa immagine Eh le
00:14:43
differenze significative sono che l'rna
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è a filamento singolo e ha alcune basi
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azotate Eh e lo zucchero Ribosio mentre
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il DNA è a filamento doppio ed è
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caratterizzato da altre basi azotate e
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dallo zucchero deossiribosio
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pentoso molto simile