I Disaccaridi e i Polisaccaridi.

Mauro Goretti - Programmatore - 



I Disaccaridi e i Polisaccaridi.

I monosaccaridi,in particolare il glucosio e le
molecole affini,hanno vita breve nelle cellule.
Vengono per lo più metabolizzati,per estrarne
l'energia chimica necessaria alle reazioni cellulari,
oppure saldati in catene di lunghezza variabile
in modo da costituire disaccaridi. I disaccaridi
sono spesso usati per immagazzinare o trasportare
energia di immediato utilizzo,sopratutto nelle
piante. Tra i disaccaridi hanno notevole rilievo
il saccarosio (zucchero da tavola:glucosio +
fruttosio),il lattosio (zucchero di latte:glucosio +
galattosio) e il maltosio (glucosio + glucosio;
si forma durante la digestione dell'amido).
Quando l'organismo ha bisogno di energia,
i disaccaridi vengono decomposti di nuovo
nelle loro subunità per mezzo dell'idrolisi.
Sostanze che fungono da riserva di energia
sono invece l'amido (nelle piante) e il
glicogeno (negli animali),entrambi polisaccaridi
costituiti da molecole di glucosio.
L'amido può presentarsi in forma di sinuose
catene lineari di un massimo di 1000 subunità
di glucosio o,più comunemente,di immense
sequenze ramificate di centinaia di migliaia
di molecole di glucosio. Il glicogeno è di
norma molto più piccolo,ma con più ramificazioni.
Molti organismi si servono dei polisaccaridi
come materiali strutturali:il più noto è la
cellulosa ,che forma la parete della cellula
vegetale e rappresenta circa metà della massa
di un tronco d'albero. Come l'amido,la cellulosa
è formata da una successione di molecole di
glucosio;tuttavia l'amido viene digerito con
facilità da moltissimi esseri viventi,mentre
solo pochi batteri (per esempio quelli del canale
digerente delle mucche e delle termiti) sono
capaci di scindere la cellulosa. Infatti nella
cellulosa i legami tra le subunità sono orientati
in modo che le molecole di glucosio abbiano un
gruppo – CH2 OH disposto alternativamente
sopra e sotto l'anello. Questa differenza di
orientamento impedisce agli enzimi digestivi
di attaccare i legami tra le subunità.
La cellulosa per la maggior parte degli animali
è quindi la “crusca” che attraversa indenne
l'apparato digerente. I polisaccaridi sono anche
la materia prima per la sintesi di molte altre
importanti molecole. Il duro rivestimento esterno
(esoscheletro) di insetti,granchi e ragni è formato
da chitina ,un polisaccaride in cui le subunità
di glucosio sono modificate. La stessa chitina
rende rigide,anche le pareti cellulari di molti
funghi. Le pareti cellulari dei batteri contengono
altri tipi di polisaccaridi modificati,così come
i fluidi lubrificanti nelle articolazioni e la
cornea trasparente dell'occhio.
Numerose molecole non strutturale incorporano
carboidrati come componenti essenziali;ciò
avviene ad esempio negli acidi nucleici,i veicoli
delle istruzioni ereditarie di tutti gli organismi.
Da ricordare infine alcuni componenti del muco,
diversi ormoni e parecchie molecole inglobate
nelle membrane cellulari,tra le quali gli
agglutinogeni” che si trovano sulla parete dei
globuli rossi e definiscono il gruppo sanguigno.
I Lipidi
I lipidi (o grassi) comprendono una grande varietà
di molecole,accomunate dalla caratteristica di
essere insolubili in acqua. Infatti,esaminando la
struttura dei lipidi,si rileva la presenza di poche
regioni elettricamente cariche,come i gruppi
ossidrilici o altre frazioni polari. Quasi tutti i
legami sono a carattere covalente puro,carbonio-
carbonio o carbonio-idrogeno. Non essendo polari,
le molecole lipidiche non interagiscono con le
molecole d'acqua;perciò in generale i lipidi
non sono idrosolubili.
I lipidi si classificano in tre gruppi:
gli oli,i grassi e le cere ,di struttura simile ai
composti esclusivamente di carbonio,idrogeno e
ossigeno;
i fosfolipidi,simili agli oli come struttura ma
contenenti anche fosforo e azoto;
gli steroidi,con struttura ciclica a quattro anelli.
OLI,GRASSI E CERE.
Nella molecola di questi composti vi sono solo
atomi di carbonio,idrogeno e ossigeno,e di solito
non hanno strutture cicliche.
Grassi e oli si ottengono per condensazione
di una molecola di glicerina (una breve catena
di tre atomi di carbonio ciascuno con un gruppo
ossidrilico) con tre molecole di acidi grassi (lunghe
catene di carbonio che terminano con un gruppo
carbossilico (-COOH). Grassi e oli hanno un'alta
concentrazione di energia chimica,circa 9300
calorie per grammo (rispetto alle 4100 di zuccheri
o proteine). Vengono usati come riserva semi
permanente di energia da molti animali,ad
esempio gli orsi,che mangiano molto durante
l'estate e la primavera ricoprendosi di uno strato
di grasso che consente loro di affrontare il lungo
letargo invernale. La differenza tra un grasso
(solido a temperatura ambiente) e un olio (liquido
a temperatura ambiente) è determinata dagli acidi
grassi. Quelli dei grassi sono formati da catene di
atomi di carbonio con legami semplici,essendo
tutte le altre posizioni di legame occupate da atomi
di idrogeno. L'acido grasso che ne deriva (per
esempio l'acido stearico) si definisce saturo
perché possiede il massimo numero di atomi
possibile di idrogeno. Se tra gli atomi di carbonio
si formano uno o più doppi legami (con conseguente
minor numero di atomi di idrogeno),l'acido grasso
è detto insaturo (per esempio l'acido oleico).
Gli oli sono formati in prevalenza da acidi grassi
insaturi. La diversa consistenza di grassi e oli è
dovuta alla “nodosità” dei doppi legami,che
impedisce agli acidi grassi insaturi di avvicinarsi
l'uno all'altro come fanno invece quelli saturi.
Un olio si può trasformare in un grasso rompendo
i doppi legami tra gli atomi di carbonio,sostituendoli
con legami semplici e saturando con idrogeno le
valenze rimaste libere. Si ottiene così l'”olio
idrogenato”,uno degli ingredienti della margarina.
Nelle cere al posto della glicerina si trovano alcoli
superiori a catena lunga. Le foglie e i fusti di molte
piante terrestri sono ricoperti da una pellicola cerosa
impermeabile. Anche gli animali producono cere,
per esempio,per proteggere dall'acqua la pelliccia
dei mammiferi e l'esoscheletro degli insetti e,
in qualche caso,al fine di costruire strutture elaborate
come gli alveari.

I FOSFOLIPIDI
La membrana che separa la cellula dall'ambiente
esterno contiene parecchi tipi di fosfolipidi ,
sostanze che si distinguono dagli oli perché
uno degli acidi grassi è sostituito da un gruppo
fosfato sulla cui estremità si trova una corta
catena polare,che spesso contiene azoto.
A differenza delle “code” di acido grasso,
che sono insolubili in acqua,le “teste” che
contengono fosfato-azoto sono polari e
idrosolubili. I fosfolipidi hanno quindi due
terminazioni di comportamento opposto:
le teste idrofile (dal greco,”che amano l'acqua”)
e le code idrofobe (“che hanno repulsione per
l'acqua”).

GLI STEROIDI
A parte l'essere insolubili in acqua,gli steroidi
sono decisamente diversi rispetto agli altri lipidi.
Comune a tutti è la struttura centrale a quattro
anelli condensati,sui cui vertici sono inseriti vari
gruppi funzionali. La sintesi degli steroidi parte
dal colesterolo che,oltre ad essere il precursore
di altri steroidi,è quasi sempre presente nelle
membrane cellulari. Le funzioni degli steroidi
sono assai varie. Specialmente noti sono gli
ormoni sessuali dei vertebrati,gli ormoni che
regolano il bilancio idrosalino,i “tensioattivi”
biliari per l'emulsione dei grassi consumati
nella dieta e gli ormoni che regolano la muta
negli insetti.

LE PROTEINE
Le proteine svolgono numerose funzioni di importanza
centrale per gli organismi viventi,in primo luogo gli
enzimi ,particolari proteine che regolano la velocità
di tutte le reazioni chimiche endocellulari.
Poiché ogni enzima è rigorosamente specifico per
il tipo di reazione cui presiede,le cellule contengono
centinaia di enzimi diversi,uno per ogni reazione.
Altre proteine hanno funzioni strutturali come
l'elastina,che conferisce elasticità alla pelle;
le cheratine,proteine fibrose dei capelli,delle
corna e delle unghie;e la seta della tela dei ragni
e il bozzolo dei bachi. Altre vengono usate come
riserva di energia e di materiali (l'albumina nelle
uova,la caseina nel latte),per il trasporto (l'emoglobina
che si lega all'ossigeno nel sangue) e per il movimento
cellulare (le proteine contrattili nei muscoli).
Di natura proteica sono anche numerosi ormoni
(insulina,ormone della crescita),anticorpi e veleni,

come quello del serpente a sonagli.

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