Biomolecole: cosa sono, tipologie, funzioni e caratteristiche

La vita, a livello di zoo, si riferisce all'insieme di parametri che differenziano animali, piante, funghi, protisti, archaea e batteri dal resto delle realtà naturali, o in altre parole, dalla porzione abiotica (non vivente) del ecosistemi. Sapere che un sasso non è vivo è semplice, ma, ad esempio, a che punto cadrebbero i virus? Che dire di viroidi e prioni, agenti infettivi di base che sono poco più di un filamento di RNA o di una proteina mal ripiegata?

Non è nostra intenzione invischiarci in questioni metafisiche, ma è necessario sapere che cosa genera la vita, in molti casi, non è affatto chiaro. Al di là dell'omeostasi, della crescita, della riproduzione e della differenziazione, ci sono poche definizioni migliori per definire la vita come la seguente: "cosa succede tra gli stati di nascita e morte".

Comunque, se tutti gli esseri viventi hanno qualcosa in comune (a parte la presenza di almeno una cellula) è che sono composti da 4 bioelementi essenziali: carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Sulla base di questi 4 pilastri chimici,

nascono tutte le biomolecole che compongono ciascuna delle nostre cellule e, quindi, rendono possibile la vita sul pianeta Terra. Se vuoi sapere tutto su questo argomento, continua a leggere.

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Cosa sono le biomolecole?

Le biomolecole sono le composti chimici che formano la materia vivente di tutti gli esseri che abitano la Terra. Derivano dall'unione di bioelementi mediante legami chimici, tra i quali spiccano quelli di tipo covalente. Queste biomolecole universali sono amminoacidi, carboidrati, lipidi, proteine, vitamine e acidi nucleici.

Queste molecole si ripetono costantemente in tutti gli esseri viventi del pianeta, qualcosa con implicazioni molto chiare. Di fronte a questo scenario, ci sono 2 possibili opzioni: o ogni essere vivente proviene dallo stesso antenato comune o, in mancanza, sono apparsi indipendentemente diversi tipi di esseri viventi con la stessa composizione chimica nel corso della storia, qualcosa di altamente improbabile.

Qui è dove il principio di rasoio ockham, che solleva quanto segue: di due teorie con condizioni uguali, la più semplice spiegherà sicuramente il problema posto. Quindi, l'esistenza omogenea di biomolecole in tutti i taxa conferma, nel modo più razionale possibile, che tutti gli esseri viventi si sono irradiati dallo stesso antenato.

Prima di anticipare questioni complesse, troviamo interessante dedicare un piccolo spazio ai bioelementi, i pilastri su cui sono chimicamente supportate le biomolecole. Saremo veloci.

Bioelementi

Bioelementi sono elementi chimici presenti in tutti gli esseri viventi, sia in forma atomica che come membri di biomolecole. Sebbene nei tessuti degli esseri viventi si possano trovare più di 60 elementi dell'intera tavola periodica, solo 25 sono universali e inalienabili.

Inoltre, il 96% della massa di quasi tutti i corpi cellulari corrisponde a soli 6 bioelementi: carbonio (C), idrogeno (H), ossigeno (O), azoto (N), fosforo (P) e zolfo (S), o CHONPS, per gli amici delle regole mnemonici.

Questi 6 elementi sono alla base delle biomolecole, a causa di le seguenti proprietà che presentano:

• Consentono la formazione di legami covalenti tra loro (condividono elettroni). Questi legami sono molto stabili e consentono la formazione di biomolecole.
• Gli atomi di carbonio possono formare scheletri tridimensionali, consentendo agli esseri viventi di presentare composti molto diversi in base al loro scheletro di carbonio.
• I bioelementi consentono la formazione di doppi e tripli legami tra loro, nonché la sintesi di varie strutture (ramificate, cicliche, ecc.)
• Con pochi bioelementi attaccati, è possibile sintetizzare un gran numero di gruppi funzionali, con proprietà chimiche e fisiche diverse.

Sulla base di tutte queste premesse, si fonda dai batteri più semplici all'intero corpo umano. Alla fine della giornata, non dobbiamo perdere la prospettiva del seguente fatto: la complessità biologica è determinata dal numero e dall'organizzazione delle cellule, ma il substrato di base è sempre lo stesso.

I tipi di biomolecole

Ecco un elenco dei tipi di biomolecole presenti nel corpo di tutti gli esseri viventi.

1. Aminoacidi e proteine

Gli amminoacidi sono molecole organiche con un gruppo amminico (-NH2) ad un'estremità e un gruppo carbossilico (-COOH) all'altra. Sono la base delle proteine, sebbene possano svolgere anche altre funzioni nel corpo umano. Ne è un esempio il GABA (acido γ-aminobutirrico), in quanto è un amminoacido che non è presente nelle nostre proteine ​​e che funge anche da neurotrasmettitore nel sistema nervoso.

Esistono molti tipi di amminoacidi, ma solo 20 codificano le proteine ​​degli esseri viventi. Una proteina è tale quando la catena di amminoacidi uniti supera le 50-100 unità o, in mancanza, raggiunge una massa di 5000 amu (unità di massa atomica unificata). Anche le proteine ​​sono considerate biomolecole in sé (anche se più grandi e complesse), quindi possono essere incluse nella stessa categoria di queste biomolecole che le compongono.

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2. Carboidrati

Carboidrati (noti anche come carboidrati) Sono biomolecole ben note per la loro importanza nell'alimentazione, poiché tra di esse vi sono zuccheri liberi, amido, glicogeno e molte altre sostanze.. Sono sempre associati ad un alto contenuto energetico (1 grammo fornisce 4,5 kcal), quindi sono legati allo stoccaggio e alla combustione di energia nella maggior parte degli esseri viventi. Senza andare oltre, nell'essere umano la più grande riserva energetica a breve termine non è il tessuto adiposo: è proprio il glicogeno.

Grazie alle sue eccellenti proprietà energetiche, l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) stima che circa il 55-60% dell'apporto calorico totale di un essere umano dovrebbe essere basato sui carboidrati. Raggiungere questo valore non è difficile, poiché i carboidrati come l'amido si trovano in abbondanza nel pane, mais, patate, riso, cereali, legumi e molti latticini.

3. Lipidi

Lipidi sono generalmente noti come grassi, costituiti principalmente da carbonio, idrogeno e, in misura minore, ossigeno. Questo gruppo eterogeneo comprende grassi o oli, fosfolipidi e acidi grassi (saturi, monoinsaturi e polinsaturi).

Gli alimenti ricchi di lipidi dovrebbero rappresentare il 30-35% dell'apporto calorico totale, quindi contrariamente alla credenza popolare, i grassi di per sé non sono un male. Il tessuto adiposo umano ha proprietà ormonali, consente l'accumulo di energia a lungo termine, ci protegge dai danni meccanici e molte altre cose.

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4. Vitamine

Le vitamine sono composti molto diversi tra loro essenziali per la vita. Queste sostanze sono generalmente note come “micronutrienti”, quindi, pur essendo necessarie in quantità Minimi, svolgono una serie di compiti sul nostro corpo che non possono essere sostituiti da altri composti. La vitamina A, la vitamina C e la vitamina E sono chiari esempi all'interno di questo gruppo.

5. Acidi nucleici

Gli acidi nucleici non richiedono presentazione: stiamo parlando di DNA e RNA. La prima è la biblioteca della vita, in quanto racchiude tutte le informazioni genetiche necessarie al metabolismo cellulare e, quindi, alla sopravvivenza di tutte le nostre cellule, organi e tessuti.

Il DNA contiene anche le basi dell'ereditarietà e dell'evoluzione, perché grazie ad esso, vengono ereditate mutazioni e caratteri che modificano il genotipo e il fenotipo della specie durante il tempo metereologico.

6. Biomolecole inorganiche

Come indica il nome, non sono di natura organica, ma svolgono comunque un ruolo fondamentale nella formazione e nel mantenimento degli organismi. Un chiaro esempio di biomolecola inorganica è l'acqua (H20), che rappresenta il 70% del peso totale delle cellule.

Curriculum vitae

Come hai visto, definire il termine "vita" diventa un po' più facile quando capiamo che, in fondo, siamo tutti uno conglomerato di 25 composti organici, in particolare 6 bioelementi: carbonio (C), idrogeno (H), ossigeno (O), azoto (N), fosforo (P) e zolfo (S). Quando riduciamo al minimo la complessità morfologica, scopriamo che un batterio e una cellula umana sono quasi più simili che diversi.

Dopotutto, quasi tutto ciò che ci circonda è carbonio e altri elementi organici, in una forma o nell'altra. Dal tubero di una pianta al fegato di un essere umano ci sono migliaia di anni di evoluzione di attraverso, ma anche una funzionalità simile e una composizione chimica simile a livello elementare.

Riferimenti bibliografici:

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