I carboidrati costituiscono il 1° gruppo di biomolecole e possono essere divisi in diverse categorie in base al numero di atomi di carbonio presenti. I monosaccaridi sono costituiti da 3 a 7 atomi di carbonio, i disaccaridi sono formati da due monosaccaridi legati da un legame covalente, mentre gli oligosaccaridi sono composti da 3 a 20 monosaccaridi e i polisaccaridi possono essere costituiti da centinaia o migliaia di monosaccaridi. Queste biomolecole svolgono diverse funzioni, come ad esempio essere fonte di energia e materiali strutturali per sostenere il rivestimento delle cellule.
I monosaccaridi sono zuccheri semplici prodotti dagli autotrofi attraverso la fotosintesi e sono formati da una catena carboniosa da 3 a 7 atomi di carbonio. I monosaccaridi possono avere una forma a catena lineare o a anello e possono presentare isomeri strutturali con lo stesso numero e tipo di atomi, disposti in maniera diversa. È importante notare che i monosaccaridi si legano tra loro formando legami glicosidici in modo da formare disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.
Alcuni esempi di polisaccaridi sono l'amido, che rappresenta la riserva energetica delle piante, il glicogeno, deposito di energia nel fegato e nei muscoli, e la cellulosa, che costituisce un materiale stabile per la costruzione.
I lipidi sono biomolecole apolari e insolubili in acqua, tra cui rientrano i grassi, i fosfolipidi e i carotenoidi. I grassi consistono principalmente di trigliceridi, che possono essere sia solidi che liquidi a temperatura ambiente. I fosfolipidi, invece, contengono acidi grassi legati al glicerolo e un gruppo fosfato che si lega ad un gruppo chimico. Infine, i carotenoidi sono composti chimici che contengono acidi grassi legati al glicerolo.
Le vitamine sono molecole che il corpo umano deve assimilare attraverso il cibo e non possono essere sintetizzate internamente. Le cere sono composte da molecole apolari e trovano impiego nelle ghiandole cutanee come rivestimento impermeabile e isolante.
Le proteine sono polimeri formati da monomeri chiamati amminoacidi che si uniscono per formare lunghe catene polipeptidiche. Le proteine possono essere costituite da più catene polipeptidiche, come ad esempio l'emoglobina.
Gli amminoacidi sono composti da un gruppo amminico, un gruppo carbossilico e un atomo di idrogeno. Possono presentare una catena laterale con caratteristiche diverse in termini di cariche elettriche, idrofilia e idrofobia.
Le catene polipeptidiche sono formate da amminoacidi che si uniscono per condensazione per formare il legame peptidico. La sequenza degli amminoacidi in una catena polipeptidica costituisce la struttura primaria delle proteine.
Gli acidi nucleici sono composti da nucleotidi, molecole che contengono zucchero pentoso, gruppo fosfato e base azotata. Questi composti contengono le informazioni necessarie per costruire le catene e sono codificati dalle basi azotate. I nucleotidi dell'RNA sono adenina, guanina, citosina e uracile, mentre nel DNA la timina sostituisce l'uracile.
È importante sottolineare l'importanza della struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine, così come la configurazione tridimensionale delle proteine e l'alterazione causata dalla denaturazione.
In conclusione, le biomolecole rappresentano componenti essenziali per la vita e svolgono un ruolo fondamentale nel funzionamento e nella costituzione delle cellule e degli organismi viventi. È cruciale comprendere la struttura e la funzione di ciascuna classe di biomolecole per poter apprezzare il complesso equilibrio biologico presente nella natura. A questa consapevolezza possono contribuire schemi e riassunti esaustivi come quelli presenti nei PDF e nei testi di Zanichelli che approfondiscono la classificazione, le funzioni e le caratteristiche di carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici.
