Biochimica e Metabolismo

Biochimica

• Lo studio del metabolismo cellulare riguarda le reazioni chimiche intra ed extracellulari, dai batteri all'uomo, descrivendo le strutture, i meccanismi e i principi organizzativi negli organismi viven.
• Il metabolismo è la capacità di una cellula o di un organismo di acquisire energia dall'ambiente e utilizzarla per la sopravvivenza, la crescita, la riproduzione.
• Gli organismi viven sono caratterizzati da: notevole complessità a livello chimico e organizzativo, capacità di estrarre, trasformare ed utilizzare l'energia dell'ambiente, componenti cellulari con specifiche funzioni e interazioni, meccanismi per percepire e rispondere alle modificazioni ambientali e la capacità di riprodursi e adattarsi alle variazioni ambientali nel tempo.

Metabolismo

• Riguarda l'insieme di trasformazioni molecolari che avvengono in una cellula o in un organismo per produrre energia o sintetizzare composti essenziali.
• Include processi anabolici (biosintetici) e catabolici (di demolizione).
• Le proteine sono una classe fondamentale di macromolecole, polimeri di amminoacidi, che svolgono molteplici funzioni essenziali nella biologia degli organismi viven.
• Esistono 20 amminoacidi diversi che si combinano in sequenze diverse per formare proteine con caratteristiche e proprietà specifiche.
• Alcuni amminoacidi sono essenziali, e devono essere assunti con la dieta, poiché non possono essere sintetizzati dall'organismo.
• L'unione di amminoacidi crea legami peptidici che danno origine a catene polipeptidiche, strutture di base delle proteine.
• Alcune proteine hanno strutture quaternarie complesse, formate dall'assemblaggio di più subunità polipeptidiche.

Proteine

• Sono una classe di macromolecole polimeriche costituite da amminoacidi.
• Svolgono molteplici funzioni cellulari: struttura, trasporto, catalisi, difesa, regolazione.
• Le proteine sono caratterizzate da specifici siti attivi di legame con substrati o altre proteine; questo legame è fondamentale per le interazioni molecolari e per la funzione della proteina.
• La loro struttura tridimensionale è determinata dalla sequenza di amminoacidi.
• Gli amminoacidi essenziali devono essere assunti con la dieta come costituenti delle proteine.
• Enzimi sono proteine che catalizzano le reazioni chimiche.

Carboidrati

• I carboidrati comprendono una vasta classe di molecole organiche, solitamente costituite da carbonio, idrogeno e ossigeno.
• Possono essere classificati in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi a seconda del numero di unità di zucchero.
• Il glucosio è un monosaccaride importante come fonte di energia per le cellule.
• L'amido e il glicogeno sono polisaccaridi di riserva energetica nelle piante e negli animali.
• Cellulosa è una struttura polimerica di sostegno nelle piante.

Lipidi

• I lipidi sono un gruppo eterogeneo di biomolecole idrofobiche, insaponificabili, caratterizzate dalla scarsa solubilità in acqua.
• I lipidi svolgono funzioni strutturali, di riserva energetica, come ormoni e come componenti delle membrane cellulari.
• Possono essere classificati in acidi grassi, trigliceridi, fosfolipidi, steroidi, isoprenoidi.
• Acidigrassi, trigliceridi, fosfolipidi, cere e glicolipidi sono importanti per l'organismo ed in particolare nelle membrane cellulari.
• Gli acidi grassi saturi e insaturi vengono utilizzati per la produzione di energia, mentre altre forme di lipidi svolgono ruoli più specifici, come i fosfolipidi che costituiscono le membrane cellulari e gli steroidi che comprendono ormoni come il colesterolo.

Acidi Nucleici

• Gli acidi nucleici, DNA e RNA, sono biomolecole che contengono le istruzioni genetiche per la sintesi delle proteine e la replicazione del materiale genetico.
• I nucleotidi sono i monomeri che costituiscono gli acidi nucleici.
• II DNA contiene il codice genetico.
• L'RNA coppa e rielabora la struttura del DNA e porta le istruzioni alla sintesi delle proteine.
• I nucleotidi sono costituiti da una base azotata, uno zucchero pentoso e un gruppo fosfato.
• Le basi azotate sono adenina, guanina, citosina, timina (nel DNA) e uracile (nell'RNA).

Enzimi

• Gli enzimi sono proteine che accelerano le reazioni chimiche.
• La loro attività è influenzata da fattori come pH, temperatura, e disponibilità di substrati.
• Hanno un sito attivo dove hanno luogo le reazioni chimiche.
• Sono molto specifici per i substrati sui quali agiscono, svolgendo ruoli catalitici.

Bioenergetica

• La bioenergetica studia le variazioni di energia durante le reazioni chimiche negli organismi viven.
• Comprende i processi di produzione di energia, come la respirazione cellulare, e l'utilizzo dell'energia nelle reazioni anaboliche.
• E' anche descritta come lo studio dello scambio di energia fra le cellule.
• I processi bioenergetici utilizzano l'ATP come unità di energia.
• I processi di respirazione cellulare comportano la libera energia chimica di molecole organiche.

Sistemi di Trasporto

• I sistemi di trasporto sono responsabili del trasferimento di molecole attraverso le membrane cellulari e sono strettamente collegati alla bioenergetica, poichè dipendono dall energia derivate dai processi metabolici.

Questo quiz esplora il metabolismo cellulare, le reazioni chimiche che avvengono negli organismi viventi e i principi organizzativi che regolano l'acquisizione ed utilizzo dell'energia. Scopri i processi anabolici e catabolici e la loro importanza per la vita. Metti alla prova le tue conoscenze sulle complesse interazioni chimiche che coinvolgono cattura e trasformazione energetica in diverse forme di vita.