L’UNIVERSO – 13
LA CELLULA 3°
LA CELLULA
I SEGRETI DELLA VITA
La più piccola struttura classificabile come VIVENTE
Il più grande laboratorio di chimica mai esistito
Adesso farò una rapida esposizione (forzatamente incompleta) per farti vedere ed ammirare “tutti” i segreti che nasconde,ti farò vedere rapidamente le principali reazioni chimiche che avvengono nelle cellule e che non ti saresti neppure lontanamente immaginato.
Spero che alla fine,qualora tu sia un ateo materialista,evoluzionista,tu possa cambiare inevitabilmente idea, per passare a quella di un DIO CREATORE.
In caso contrario,purtroppo, devo dire che, non appartieni al genere Homo sapiens,ma certamente a quello dei lupi mannari.
Come si può solo pensare che tutto abbia avuto origine dal NULLA,PER CASO E DAL CAOS?? Bisogna avere veramente il cervello scassato!
– Per avere un’idea di che cosa stiamo parlando,alcuni dati:
# l’uomo è formato da 100.000 miliardi (1014) di cellule e tutte sono ben SINCRONIZZATE fra loro! Ogni minuto,ogni ora,ogni giorno,ogni anno esse lavorano mirabilmente tutte assieme con la massima precisione e costanza,che non potrebbero essere possibili se non fossero tutte e sempre “guidate” da un “disegno intelligente!”
# Ogni cellula può esser definita come un’entità chiusa ed autosufficiente: essa è infatti in grado di assumere nutrienti, di convertirli in energia, di svolgere funzioni specializzate e di riprodursi se necessario. Per fare ciò, ogni cellula contiene al suo interno tutte le informazioni necessarie. Nelle cellule è presente il DNA,il codice della vita!
# dimensioni: variano da 1 micrometro ad alcune decine,
Tieni ben presente che le dimensioni della cellula sono enormemente più piccole di 1 mm. (se non sapessi fare i conti, che in seguito tuttavia mostrerò con precisione),ebbene,tutti i processi che ti farò vedere,si svolgono all’interno di questa dimensione!
MAI l’uomo riuscirà a costruire un laboratorio chimico così complesso all’interno dello stesso spazio!
Vediamo ora le principali reazioni chimiche che avvengono all’interno di ogni singola cellula.
BIOCHIMICA
AMMINOACIDI E PROTEINE
– Aminoacido
In chimica gli amminoacidi (impropriamente chiamati anche aminoacidi o amino acidi) sono molecole organiche che nella loro struttura recano sia il gruppo funzionale amminico (delle ammine) (-NH2) denominato N terminus, sia quello carbossilico (degli acidi carbossilici) (-COOH) denominato C terminus. Proprio per questo sono molecole anfotere o zwitterioni, poiché presentano contemporaneamente un gruppo acido (-COOH) e un gruppo basico (-NH2). In funzione del valore del pH dell’ambiente chimico in cui si trova la molecola, i due gruppi terminali sono neutri o ionizzati.
Alcuni esempi di strutture di aminoacidi
– Arginina
L’arginina è un amminoacido polare (con catena laterale idrofilica) basico. La basicità dell’amminoacido è dovuta al gruppo guanidinico che caratterizza la sua catena laterale, il quale è fortemente basico.
– Isoleucina
L’isoleucina viene definita un amminoacido chetogenico, perché tra i prodotti della sua degradazione figura l’acido acetoacetico, un corpo chetonico.
Negli esseri umani è essenziale, cioè deve essere assunto tramite il cibo, dato che l’organismo umano non è in grado di sintetizzarlo.
– Prolina
La prolina è un amminoacido apolare. È una molecola chirale. Il gruppo laterale è costituito da un anello che non si adatta in una struttura secondaria ordinata, ciò le regala la capacità di formare “cerniere” all’interno di un polipeptide, tendendo ad interrompere la sua linearità.
– Treonina
La treonina è un amminoacido polare. La sua molecola è chirale.
L’enantiomero L è uno dei 20 amminoacidi ordinari, il suo gruppo laterale reca un gruppo ossidrile.
Anche l’atomo di carbonio cui è legato il gruppo ossidrile è asimmetrico, pertanto esistono quattro possibili diastereoisomeri della treonina
–Tirosina
La tirosina è un amminoacido polare, la sua molecola è chirale.
L’enantiomero L è uno dei 20 amminoacidi ordinari e il suo gruppo laterale è un p-idrossibenzile. Negli esseri umani non è essenziale, poiché l’organismo umano è in grado di sintetizzarla.
La tirosina è biologicamente importante in quanto precursore di vari ormoni, quali la tiroxina (un ormone tiroideo) e le catecolammine (dopamina, noradrenalina e adrenalina), e della melanina.
– Reazione acido-base
È detta, in chimica, reazione acido-base una reazione chimica in cui non vi è alcuna variazione dagli stati di ossidazione degli elementi dei reagenti a quelli dei prodotti.
– Acido carbossilico
Gli acidi carbossilici (o acidi organici) sono composti organici che contengono il gruppo carbossilico o carbossile (-COOH), ovvero un gruppo ossidrilico (-OH) legato a un gruppo carbonilico (C=O). Gli acidi carbossilici possono essere alifatici o aromatici, a seconda che il gruppo carbossilico si leghi a un radicale alifatico o a un anello benzenico. Gli acidi carbossilici sono molto diffusi e sono classificabili in una ampia gamma di diversi composti organici.
– Dimero
Un dimero è una molecola formata dall’unione di due subunità (dette monomeri) di identica natura chimica (omodimero) oppure di natura chimica differente (eterodimero).
– Enantiomero
Sono detti enantiomeri una coppia di entità molecolari che sono immagini speculari ciascuna dell’altra e non sovrapponibili.
– Zwitterione
Lo zwitterione (dal tedesco “ione ibrido”) è una molecola elettricamente neutra nel suo complesso che però presenta sia cariche positive sia negative localizzate.
– Tetrapeptide
Un tetrapeptide è un peptide , classificato come un oligopeptide , poiché consiste solo di quattro aminoacidi uniti da legami peptidici .
– Ribosoma
I ribosomi sono complessi macromolecolari, immersi nel citoplasma o ancorati al reticolo endoplasmatico ruvido o contenuti in altri organuli (mitocondri e cloroplasti), responsabili della sintesi proteica. La loro funzione è quella di leggere le informazioni contenute nella catena di RNA messaggero (m-RNA).
– m-RNA : RNA messaggero
L’RNA messaggero (noto con l’abbreviazione di mRNA o con il termine più generico di trascritto) è un tipo di RNA che codifica e porta informazioni durante la trascrizione dal DNA ai siti della sintesi proteica, per essere sottoposto alla traduzione.
ACIDI NUCLEICI
Gli acidi nucleici sono macromolecole aperiodiche a debole reazione acida deputate alla conservazione e al trasporto dell’informazione genetica. Gli acidi nucleici sono macromolecole polimeriche lineari le cui unità ripetitive sono i nucleotidi. Questi ultimi sono formati da uno zucchero, una base azotata e alcuni gruppi fosfati. Gli acidi nucleici vengono prodotti a partire dai nucleotidi per disidratazione (cioè attraverso polimerizzazione per condensazione).
DNA : Il codice della vita
L’acido desossiribonucleico o deossiribonucleico (in sigla DNA, dall’inglese DeoxyriboNucleic Acid; meno comunemente ADN, secondo la sigla italiana equivalente) è un acido nucleico che contiene le informazioni genetiche necessarie alla biosintesi di RNA e proteine, molecole indispensabili per lo sviluppo ed il corretto funzionamento della maggior parte degli organismi viventi.
– Codice genetico
Il codice genetico è l’insieme delle regole attraverso le quali viene tradotta l’informazione codificata negli acidi nucleici costituenti i geni per la sintesi di proteine nelle cellule.
– Legame a idrogeno
Il legame a idrogeno o ponte a idrogeno è un caso particolare di forza intermolecolare in cui è implicato un atomo di idrogeno coinvolto in un legame covalente con elementi molto elettronegativi (come fluoro (F), ossigeno (O), azoto (N)), i quali attraggono a sé gli elettroni di valenza, acquisendo una parziale carica negativa (δ-) lasciando l’idrogeno con una parziale carica positiva (δ+). Contemporaneamente l’idrogeno viene attratto da un atomo elettronegativo di una molecola vicina.
– Struttura proteica
a)Struttura primaria: la sequenza di amminoacidi.
b) Struttura secondaria: sotto-strutture altamente modellate – alfa elica e beta foglietto ripiegato – o segmenti di catena che assumono una forma non stabile. Le strutture secondarie sono definite a livello locale, il che significa che possono esistere molti differenti modelli secondari in una singola molecola proteica.
c)Struttura terziaria: la forma globale di una singola molecola proteica, ossia la relazione spaziale del modello della struttura secondaria con un altro.
d)Struttura quaternaria: la forma o la struttura che risulta dall‘unione di più molecole proteiche, solitamente definite subunità proteiche in questo contesto, le cui singole funzioni prendono parte alla funzione globale del grande elemento, o complesso proteico.
– RNA-transfer
L’RNA transfer (o RNA di trasporto), abbreviato in tRNA, è una piccola catena di RNA (costituita da circa 70-90 nucleotidi) che trasferisce un amminoacido specifico di una catena polipeptidica in crescita al sito ribosomiale della sintesi proteica durante la traduzione.
Struttura della molecola proteica:
Struttura secondaria
RNA
L’acido ribonucleico, in sigla RNA (dall’inglese RiboNucleic Acid), meno comunemente ARN (sigla italiana equivalente), è una molecola polimerica implicata in vari ruoli biologici di codifica, decodifica, regolazione e l’espressione dei geni. L’RNA e il DNA sono acidi nucleici, e, insieme con proteine e carboidrati, costituiscono le tre principali macromolecole essenziali per tutte le forme di vita conosciute.
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