Le molecole biologiche sono molecole che sono alla base della vita costituite in genere da una scheletro carbonioso a cui sono legati idrogeno, ossigeno, fosforo e zolfo
E’ stato stimato che un organismo unicellulare contiene ben 5000 sostanze diverse mentre il corpo umano ne ha probabilmente oltre 5000000. Solo alcune di queste specie sono le stesse così il numero di composti diversi nella porzione vivente della terra è dell’ordine di 1011.
Studiare, sintetizzare o caratterizzare tutte le molecole biologiche è cosa impossibile, ma quasi tutte le sostanze che si trovano negli organismi viventi sono di natura polimerica e sono cioè costituite dalla combinazione diversa di un numero limitato di molecole relativamente piccole.
Natura polimerica
Tra le molecole biologiche vi sono le proteine sono composti polimerici di condensazione sono costituite da amminoacidi legati tra loro tramite legame peptidico; gli amminoacidi sono in tutto venti che possono combinarsi in molteplici modi dando un numero rilevante di strutture possibili. Nello stesso modo con il quale è stato possibile prevedere la chimica delle molecole dalle proprietà degli atomi e dai loro legami, parimenti la conoscenza dei singoli “mattoni” può costituire un punto di partenza per lo studio della chimica biologica. Passiamo quindi in rassegna le molecole che vengono dette molecole della vita.
I carboidrati si suddividono in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Un monosaccaride è una delle fonti energetiche dell’organismo e può dimerizzare, tramite legame glicosidico per dare un disaccaride o polimerizzare per dare un polisaccaride. I polisaccaridi possono sia fungere la riserva energetica di glucosio che assolvere ad altri compiti quali i polisaccaridi di sostegno che permettono la struttura di un tessuto specie nei vegetali e tra questi ricordiamo la cellulosa. Vi sono poi i polisaccaridi specializzati per determinate funzioni chimico-biologiche.
Amminoacidi
Gli amminoacidi sono una classe di 20 che polimerizzano per formare le proteine che sono sostanze che hanno una grande varietà di funzioni tra cui:
- strutturale in quanto partecipano alla struttura degli esseri viventi. Tra esse citiamo la cheratina che costituisce la struttura dei capelli e il collagene che fa parte del tessuto connettivo sottocutaneo
- enzimatica in quanto agiscono come catalizzatori biologici accelerando le reazioni chimiche
- di trasporto in quanto di legano ad alcune sostanze per consentirne il trasporto nel torrente circolatorio come l’emoglobina che trasporta ossigeno dai polmoni ai tessuti
- immunitaria in quanto creano anticorpi e regolano i fattori contro agenti esterni e infezioni
- nel controllo delle attività cellulari e dei processi relativi alla divisione cellulare
I nucleotidi DNA e RNA costituiscono una classe di biomolecole che contengono in gruppo fosfato, uno zucchero ( il ribosio o il desossiribosio) e una base azotata: adenina, guanina, citosina e timina nel DNA e adenina, guanina, citosina e uracile dell’RNA.
Nucleotidi quali l’ATP servono quali trasportatori di energia nelle cellule e permettono processi che, in mancanza, non sarebbero spontanei. I nucleotidi svolgono numerose funzioni cellulari oltre al loro ruolo di sub-unità degli acidi nucleici. Essi infatti possono essere adoperati dalla cellula come trasportatori di energia, componenti di cofattori enzimatici e messaggeri chimici.
Gli acidi grassi ovvero gli acidi monocarbossilici alifatici aciclici sia di tipo saturo che insaturo che sono presenti in alta concentrazione nelle membrane cellulari, nel tessuto adiposo come i trigliceridi e nelle cellule del tessuto nervoso. Gli acidi grassi hanno funzione strutturale in quanto sono tra i componenti dei fosfolipidi e pertanto hanno un’influenza sulla permeabilità, sulla fluidità e sulla funzionalità di membrana. Essi hanno un ruolo funzionale influenzando l’aggregazione piastrinica, la funzionalità cardiaca, la pressione arteriosa e il sistema immunitario.
