Introduzione alla Biochimica

La biochimica studia la composizione chimica degli organismi viventi. Le macromolecole biologiche sono costituite principalmente da quattro elementi: idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto.

Highlight: Nel corpo umano, l'idrogeno è l'elemento più numeroso, mentre l'ossigeno è quello con la maggiore massa.

Le macromolecole biologiche si dividono in quattro gruppi principali:

1. Carboidrati (o glucidi)
2. Lipidi
3. Proteine
4. Acidi nucleici

Definizione: Le macromolecole sono molecole di grandi dimensioni formate da polimeri, ovvero dall'unione di singoli monomeri attraverso reazioni di condensazione.

I carboidrati svolgono due funzioni fondamentali:

1. Ruolo strutturale (es. cellulosa nelle cellule vegetali)
2. Ruolo energetico (es. zuccheri semplici)

Vocabolario: I monosaccaridi sono le unità base dei carboidrati, contenenti 4, 5 o 6 atomi di carbonio.

I Monosaccaridi

I monosaccaridi sono i mattoni fondamentali dei carboidrati. Si distinguono in base al numero di atomi di carbonio e ai gruppi funzionali presenti.

Esempio: Il glucosio (C6H12O6) è un aldoesoso, mentre il fruttosio (C6H12O6) è un chetoesoso.

Caratteristiche principali dei monosaccaridi:

• Contengono gruppi funzionali alcolici (-OH), aldeidici (-CHO) o chetonici (C=O)
• Si classificano in aldosi e chetosi
• Possono essere pentosi (5 atomi di C) o esosi (6 atomi di C)

Vocabolario: Gli epimeri sono monosaccaridi che differiscono solo per la posizione di un gruppo -OH su un atomo di carbonio specifico.

La struttura dei monosaccaridi può essere rappresentata in forma lineare (proiezione di Fisher) o ciclica (proiezione di Haworth). La ciclizzazione avviene attraverso una reazione tra il gruppo carbonilico e un gruppo -OH, detta addizione nucleofila.

Highlight: La forma ciclica del glucosio può essere α o β, a seconda della posizione del gruppo -OH sul carbonio anomerico (C1).

Disaccaridi e Polisaccaridi

I disaccaridi sono formati dall'unione di due monosaccaridi attraverso un legame glicosidico.

Esempi di disaccaridi importanti:

1. Lattosio (glucosio + galattosio)
2. Saccarosio (glucosio + fruttosio)
3. Maltosio (glucosio + glucosio)

Definizione: Il legame glicosidico è un legame covalente che si forma tra il gruppo -OH di un monosaccaride e il carbonio anomerico di un altro monosaccaride, con eliminazione di una molecola d'acqua.

I polisaccaridi sono lunghe catene di unità di glucosio (fino a 100 unità) e svolgono due funzioni principali:

1. Funzione energetica
2. Funzione strutturale

Esempio: L'amido nelle cellule vegetali e il glicogeno nelle cellule animali hanno funzione energetica, mentre la cellulosa nelle cellule vegetali ha funzione strutturale.

Gli oligosaccaridi sono carboidrati formati da 2 a 5 molecole di monosaccaridi unite da legami glicosidici.

Highlight: Il tipo di legame glicosidico (α o β) e la posizione degli atomi di carbonio coinvolti determinano le proprietà strutturali e funzionali dei disaccaridi e polisaccaridi.

La comprensione della struttura e delle funzioni dei carboidrati è fondamentale per comprendere il metabolismo glucidico e il ruolo dei carboidrati nel metabolismo del glucosio.