Una
biomolecola
e un
composto chimico
che riveste un ruolo importante negli
esseri viventi
. Le biomolecole sono composte essenzialmente da
carbonio
(infatti si parla di
scheletro carbonioso
) e
idrogeno
, cui sono spesso associati
azoto
,
ossigeno
,
fosforo
e
zolfo
. A volte possono essere incorporati anche altri
elementi
.
Le biomolecole possono essere generalmente di due tipi:
Tra le piccole molecole figurano:
Tra i
monomeri
costituenti le macromolecole biologiche:
Le principali biomolecole
polimeriche
sono:
I
nucleosidi
sono molecole formate dall'attacco di una
base azotata
ad un anello di
ribosio
. Esempio di nucleosidi sono la
citidina
, l'
uridina
, l'
adenosina
, la
guanosina
, la
timidina
e l'
inosina
.
I nucleosidi possono essere
fosforilati
da
chinasi
specifiche, a produrre i
nucleotidi
, che risultano essere i veri
mattoni
per la costituzione del DNA e dell'RNA.
I monosaccaridi sono nella forma di zuccheri semplici. I disaccaridi sono composti da due monosaccaridi legati tra loro. Sia i monosaccaridi che i disaccaridi sono dolci, solubili in acqua e cristallini. Tra i monosaccaridi rivestono particolare importanza biologica il
ribosio
e il
deossiribosio
(zuccheri
pentosi
), il
glucosio
, il
fruttosio
e il
galattosio
(zuccheri
esosi
). Disaccaridi di importanza biologica sono il
saccarosio
, il
maltosio
(o
trealosio
), il
lattosio
.
I
polisaccaridi
sono monosaccaridi polimerizzati, dal sapore non dolce. Si tratta, generalmente, di molecole molto ampie, con strutture spesso ramificate. Non sono solubili in acqua e non formano cristalli. Ne sono esempio l'
amido
, la
cellulosa
, il
glicogeno
. Polisaccaridi piu brevi, fino a 15 monomeri, sono spesso identificati come oligosaccaridi
Lo stesso argomento in dettaglio:
Lipidi
.
I
lipidi
sono in sostanza
esteri
degli
acidi grassi
e sono i costituenti principali delle
membrane biologiche
. Un'altra funzione biologicamente significativa e quella di riserva energetica (tipica, ad esempio, dei
trigliceridi
). La maggior parte delle molecole lipidiche sono composte da una regione
polare
o
idrofila
e di una o piu estremita
idrofobiche
. Per questo motivo, i lipidi sono molecole
anfipatiche
. L'acido grasso puo essere composto di una catena a
legame singolo
di
atomi
di
carbonio
, nel cui caso la catena e detta satura. Se sono presenti doppi legami carbonio-carbonio, la catena e invece detta insatura. La lunghezza delle catene e solitamente compresa tra i 14 e i 24 atomi di carbonio.
I lipidi presenti nelle membrane biologiche sono di tre tipi, a seconda del tipo di testa idrofila:
Gli
amminoacidi
sono
molecole
che contengono un
gruppo funzionale
sia
amminico
che
carbossilico
. Oltre ad essi, ogni amminoacido contiene un ulteriore gruppo, detto
catena laterale
che ne conferisce tutte le specifiche caratteristiche fisico-chimiche.
Gli amminoacidi sono i
mattoni
che costituiscono lunghe catene di
polimeri
. Tali catene sono dette oligopeptidi se formate da 2-20 amminoacidi. Se contano 20-100 amminoacidi, sono dette peptidi. Catene con piu di 100 amminoacidi sono dette
proteine
o polipeptidi. La struttura delle proteine puo avere diversi ruoli e funzionalita all'interno dell'
organismo
.
Esistono ventidue amminoacidi che vengono utilizzati dalla
cellula
per produrre le proteine di cui necessita attraverso un
codice genetico
ampiamente conservato nelle specie viventi. Oltre a questi, esistono oltre 500 amminoacidi rilevanti dal punto di vista biologico: tra questi la
carnitina
utilizzata nel trasporto dei
lipidi
nella cellula, l'
ornitina
, il
GABA
e la
taurina
. Se in una proteina si osservano amminoacidi differenti da questi ventidue, essi sono frutto di una
modificazione post traduzionale
. I due amminoacidi oltre ai venti standard che possono essere incorporati nelle proteine di certi organismi durante la traduzione sono:
- La
selenocisteina
e inserita in alcune proteine in presenza di un
codone
UGA, normalmente un codone di stop.
- La
pirrolisina
e inserita in alcune proteine in presenza di un codone UAG, altro codone di stop: e frequente in alcuni enzimi addetti alla produzione di
metano
nei batteri
metanogeni
.
La
struttura primaria
di una proteina e essenzialmente il filamento lineare contenente tutti gli amminoacidi della proteina. Nel costituire la
struttura secondaria
, il filamento si ripiega in alcuni tipi di conformazione locale (tra cui l'
alfa elica
o il
foglietto β
). La
struttura terziaria
consiste nella struttura tridimensionale della proteina. La
struttura quaternaria
riguarda infine aggregati di piu proteine (come ad esempio avviene per l'
emoglobina
, composta di quattro subunita).
Una
metalloproteina
e una proteina contenente un
cofattore
metallico
. Puo trattarsi di uno ione isolato o di un gruppo non-proteico piu ampio (spesso detto
gruppo prostetico
), come avviene per le
porfirine
in proteine come la
mioglobina
. In altri casi il metallo puo trovarsi tra la catena laterale di un amminoacido ed uno ione non metallico: ad esempio molte proteine sono dotate di
clusters
ferro-zolfo
.
Lo stesso argomento in dettaglio:
Ormone
.
Gli
ormoni
sono molecole segnale secrete dalle
ghiandole
del
sistema endocrino
nel
circolo sanguigno
. Svolgono una gran quantita di ruoli in varie localizzazioni dell'organismo, contribuendo alla regolazione delle
vie metaboliche
delle cellule bersaglio.
Dal punto di vista strutturale, gli ormoni possono essere di tre tipi: i piu importanti sono:
Lo stesso argomento in dettaglio:
Vitamina
.
Le
vitamine
sono un gruppo di molecole accomunate dal fatto di essere fondamentali per l'organismo ma non sintetizzabili da esso. Per questo motivo, occorre assumere le vitamine attraverso la dieta. Le vitamine, infatti, sono spesso presenti in tracce in determinati alimenti.