Macromolecole, polimeri composti da monomeri chiamati Macromolecole, polimeri composti da monomeri chiamati aminoacidiaminoacidi..

I più versatili componenti della cellula.I più versatili componenti della cellula.

Quasi tutta l’informazione presente nel Quasi tutta l’informazione presente nel corredo genetico corredo genetico ha la funzione di ha la funzione di codificare codificare per le proteine dell’organismo.per le proteine dell’organismo.

Le proteine sono coinvolte in tutti i processi chiave delle attività cellulari.Le proteine sono coinvolte in tutti i processi chiave delle attività cellulari.

metabolismometabolismo;;strutturastruttura;;depositodeposito;;trasportotrasporto;;riconoscimento riconoscimento e e comunicazione comunicazione intercellulare;intercellulare;regolazione regolazione espressione dei espressione dei genigeni;;riparazione riparazione danni;danni;difesa difesa e e detossificazionedetossificazione;;crescitacrescita,, differenziamento differenziamento e e divisione divisione cellulare.cellulare.

Gli Gli aminoacidi aminoacidi sono le unità strutturali delle sono le unità strutturali delle proteineproteine..

Formula generale di un aminoacido (aa)Formula generale di un aminoacido (aa)

La forma La forma zwitterionica zwitterionica dell’aminoacido è quella normalmente presente a pH dell’aminoacido è quella normalmente presente a pH neutro.neutro.

Il Il carbonio alfa carbonio alfa di ogni aminoacido (tranne la glicina) è un centro di ogni aminoacido (tranne la glicina) è un centro chiralechirale. . Ossia, rende l’aminoacido non sovrapponibile alla sua immagine speculare.Ossia, rende l’aminoacido non sovrapponibile alla sua immagine speculare.

Nelle proteine dei viventi sono presenti solo aminoacidi nella forma Nelle proteine dei viventi sono presenti solo aminoacidi nella forma LL..

La catena laterale R è quella La catena laterale R è quella che differisce da un aminoacido che differisce da un aminoacido all’altro.all’altro.

pola

ripo

lari

non

cari

chi

non

cari

chi

cari

chi

cari

chi

non

pola

rino

n po

lari

Una reazione di condensazione tra due aminoacidi forma un Una reazione di condensazione tra due aminoacidi forma un dipeptidedipeptide..

Il legame chimico che si instaura è chiamato Il legame chimico che si instaura è chiamato peptidico peptidico ((ammidicoammidico).).

legame chelegame chepuò ruotarepuò ruotare

legame legame peptidicopeptidicoaminoacido 1aminoacido 1 aminoacido 2aminoacido 2

aminoacido 1aminoacido 1 aminoacido 2aminoacido 2

dipeptidedipeptide

condensazionecondensazione

glicinaglicina(gly)(gly)(G)(G)

alaninaalanina(ala)(ala)(A)(A)

glicina-alaninaglicina-alanina(gly-ala)(gly-ala)(GA)(GA)

gruppogruppoamminicoamminico

gruppogruppocarbossilicocarbossilico

legame peptidico legame peptidico (ammidico)(ammidico)

La sequenza degli aminoacidi La sequenza degli aminoacidi di un polipeptide è definita di un polipeptide è definita struttura primaria struttura primaria della della proteina.proteina.

EstremitàEstremitàN-terminaleN-terminale

estremitàestremitàC-terminaleC-terminale

struttura struttura primaria del primaria del glucagoneglucagone

La La struttura secondaria struttura secondaria di di una proteina si riferisce alla una proteina si riferisce alla conformazione locale della conformazione locale della catena aminoacidica.catena aminoacidica.

La struttura secondaria è La struttura secondaria è determinata dai legami a determinata dai legami a idrogeno fra l’ossigeno di un idrogeno fra l’ossigeno di un gruppo carbonilico del legame gruppo carbonilico del legame peptidico e l’idrogeno del peptidico e l’idrogeno del gruppo ammidico di un altro gruppo ammidico di un altro legame peptidico.legame peptidico.

Esistono due tipi di strutture Esistono due tipi di strutture secondarie:secondarie:

-elicaα-elicaαfoglietto βfoglietto β

Legami idrogeno Legami idrogeno intracatenaintracatena..

Notevoli proprietà Notevoli proprietà elasticheelastiche..

Prevalenti in proteine Prevalenti in proteine fibrosefibrose..

-elicaα-elicaα

fogliettoβfogliettoβ

Legami idrogeno Legami idrogeno intercatenaintercatena..

Importanti proprietà di Importanti proprietà di flessibilitàflessibilità..

Prevalenti in proteine Prevalenti in proteine globulariglobulari..

fogliettiβfogliettiβ

Due orientamenti possibili:Due orientamenti possibili:paralleliparalleliantiparalleliantiparalleli

La struttura La struttura terziaria terziaria di una proteine descrive di una proteine descrive come le strutture secondarie si organizzano come le strutture secondarie si organizzano nello spazio tridimensionale.nello spazio tridimensionale.

Il modo in cui un polipeptide si ripiega (Il modo in cui un polipeptide si ripiega (foldingfolding) ) è dovuto principalmente a legami deboli e/o è dovuto principalmente a legami deboli e/o covalenti che si instaurano tra residui covalenti che si instaurano tra residui aminoacidici anche molto lontani nella aminoacidici anche molto lontani nella struttura primaria.struttura primaria.

legame legame idrogenoidrogeno

interazioni interazioni elettrostaticheelettrostatiche

interazioni interazioni idrofobicheidrofobicheponte ponte

disolfurodisolfuro

alfa elicaalfa elica

foglietto foglietto betabeta

emoglobinaemoglobina

beta-2-beta-2-microglobulinamicroglobulina

Spesso, le proteine hanno regioni ricche in alfa eliche e altre regioni in cui sono Spesso, le proteine hanno regioni ricche in alfa eliche e altre regioni in cui sono prevalenti i foglietti beta.prevalenti i foglietti beta.

struttura primariastruttura primaria

struttura secondariastruttura secondaria

struttura terziariastruttura terziaria

struttura primariastruttura primaria struttura secondariastruttura secondaria

struttura terziariastruttura terziaria

struttura quaternariastruttura quaternaria

DNADNA mRNAmRNA proteinaproteina

replicazionereplicazione

trascrizionetrascrizione traduzionetraduzione

Gli Gli acidi nucleici acidi nucleici sono i depositari dell’informazione genetica.sono i depositari dell’informazione genetica.

Da un punto di vista chimico, gli acidi nucleici sono polimeri formati da una Da un punto di vista chimico, gli acidi nucleici sono polimeri formati da una ripetizione di unità (ripetizione di unità (nucleotidinucleotidi), rappresentati da un monosaccaride pentoso e ), rappresentati da un monosaccaride pentoso e da basi eterocicliche azotate, uniti tra loro da da basi eterocicliche azotate, uniti tra loro da ponti fosfatoponti fosfato..

nucleosidenucleoside

nucleotidenucleotide

Il Il DNA DNA è formato da nucleotidi in cui lo zucchero (desossiribosio) può essere è formato da nucleotidi in cui lo zucchero (desossiribosio) può essere legato covalentemente a quattro tipi diversi di legato covalentemente a quattro tipi diversi di basi azotatebasi azotate..

purinepurine pirimidinepirimidine

(A)(A) (T)(T)

(G)(G) (C)(C)

L’unione tra nucleotidi forma uno L’unione tra nucleotidi forma uno scheletro zuccherino legato da scheletro zuccherino legato da ponti ponti fosfato fosfato (legame fosfodiesterico).(legame fosfodiesterico).

nucleotidenucleotide11

nucleotidenucleotide22

ponte fosfodiestericoponte fosfodiesterico

monomeri deglimonomeri degliacidi nucleiciacidi nucleici

nucleotidinucleotidi

fosfatofosfatozuccherozucchero

basebase

acido nucleicoacido nucleico(polimero)(polimero)

estremità 5’estremità 5’

estremità 5’estremità 5’estremità 3’estremità 3’

estremità 3’estremità 3’

filamenti in direzionefilamenti in direzioneantiparallelaantiparallela

Nelle nostre cellule, il DNA è presente come un Nelle nostre cellule, il DNA è presente come un doppio filamentodoppio filamento..

L’L’RNARNA è formato da nucleotidi in cui lo zucchero (ribosio) può essere legato è formato da nucleotidi in cui lo zucchero (ribosio) può essere legato covalentemente alle stesse basi azotate presenti nel DNA, ad eccezione della covalentemente alle stesse basi azotate presenti nel DNA, ad eccezione della timina. Nell’RNA, la timina è sostituita dall’uracile.timina. Nell’RNA, la timina è sostituita dall’uracile.

timinatimina(T)(T)

uracileuracile(U)(U)

Le basi azotate di un filamento interagiscono con quelle presenti nel filamento Le basi azotate di un filamento interagiscono con quelle presenti nel filamento adiacente tramite legami idrogeno (A-T e G-C).adiacente tramite legami idrogeno (A-T e G-C).

legame legame idrogenoidrogeno

adeninaadenina(A)(A)

timinatimina(T)(T)

guaninaguanina(G)(G) citosinacitosina

(C)(C)

I due filamenti antiparalleli di DNA si avvolgono in una struttura chiamata I due filamenti antiparalleli di DNA si avvolgono in una struttura chiamata doppia doppia elicaelica..

Oltre a essere subunità costitutive Oltre a essere subunità costitutive degli acidi nucleici, i nucleotidi degli acidi nucleici, i nucleotidi svolgono altre funzioni vitali per la svolgono altre funzioni vitali per la cellula.cellula.

L’adenosina trifosfato (L’adenosina trifosfato (ATPATP) è una ) è una delle molecole più importanti per la delle molecole più importanti per la cellula.cellula.

Il distacco di un gruppo fosfato Il distacco di un gruppo fosfato dall’ATP rilascia una quantità dall’ATP rilascia una quantità considerevole di considerevole di energia chimica energia chimica che la cellula può utilizzare per che la cellula può utilizzare per svolgere molte delle sue funzioni.svolgere molte delle sue funzioni.

ADPADP

adenina (A)adenina (A)

gruppi fosfatogruppi fosfato

ribosioribosio

ATPATP

gruppi fosfatogruppi fosfatofosfatofosfato

inorganicoinorganico

ribosioribosio

adenina (A)adenina (A)

idrolisiidrolisi

ENERGIAENERGIA