Chimica della cellula

Question 1

Quali sono i principali atomi dei composti biologici?

Answer 1

Ossigeno, azoto, idrogeno, carbonio e fosforo

Question 2

Perchè gli atomi si uniscono fra di loro per formare legami covalenti?

Answer 2

Per raggiungere una maggiore stabilità attraverso il riempimento di un orbitale nel livello energetico più esterno

Question 3

Quali sono i gruppi funzionali più importanti?

Answer 3

Metile, idrossile, carbossile, amminico, fosfato, carbonile e sulfidrile

Question 4

Perchè sono importanti i legami ad idrogeno?

Answer 4

I legami ad idrogeno vengono effettuati fra una molecola d’acqua e l’altra per via della disposizione delle cariche nella molecola e la cellula è composta dal 70% di acqua

Question 5

Cosa succede quando i due atomi che si legano hanno una grande differenza di elettronegatività?

Answer 5

Fra di loro si instaura un legame ionico, attraverso il quale uno degli atomi porta a sè gli elettroni in compartecipazione

Question 6

A che cosa servono gli ioni?

Answer 6

Aiutano a regolare la pressione osmotica, a trasmettere informazioni alla altre cellule attraverso segnali chimici, o determinare acidità o basicità della sostanza

Question 7

Che legami formano le molecole non polari?

Answer 7

In soluzione acquosa si formano le cosiddette forze di Van Der Walls. Le molecole si aggregano fra di loro per la comune repulsione all’acqua e formano un dipolo indotto o temporaneo che le mantiene insieme fra di loro.

Question 8

Quali usi ha il glucosio?

Answer 8

Il glucosio è la principale fonte energetica dell’organismo e funge da substrato per diversi composti secondari

Question 9

Che funzione hanno i polisaccaridi?

Answer 9

Sono il deposito per gli zuccheri e concorrono alla modificazione della struttura delle proteine

Question 10

Il glucosio non ha doppi legami sulla catena principale e può avere diversi gradi di libertà: questo può comportare problemi di adesione agli enzimi che lo legano. Come viene risolto questo problema?

Answer 10

Il glucosio ciclizza, legando il proprio carbonio 5’ a quello in posizione 1’. A seconda della posizione del gruppo -OH si può distinguere il glucosio alfa o beta

Question 11

Come si uniscono due zuccheri e come vien deciso quale molecole si devono legare nel caso del glucosio?

Answer 11

I due zuccheri si uniscono fra loro attraverso un legame glicosidico, che va dal carbonio 1’ a quello 4’. Questa operazione, però, non può essere compiuta in modo semplice: il glucosio, quando entra nella cellula, viene sintetizzato a glucosio-6-fosfato. Se esso resta uguale, viene portato alla glicolisi, altrimenti, per essere unito con altri zuccheri, viene trasformato a glucosio 1’-fosfato

Question 12

Descrivi la struttura la funzione del glicogeno e dell’amido

Answer 12

Sono polipeptidi fortemente ramificati, formati da alfa-glucosio. Per via della sua struttura, questa molecola non presenta ingombro sterico ed è libero di legarsi anche al carbonio 6’ di un’altra molecole. E’ facilmente divisibile ed è usato come riserva energetica

Question 13

Descrivi la struttura e la funzione della cellulosa

Answer 13

La cellulosa è un polipeptide formato da beta-glucosio. Per via della sua struttura non può effettuare ramificazione e si dispone su catene lineare che si possono legare fra di loro attraverso la formazione di legami ad idrogeno. Per questo, è usata per formare la parete delle cellule vegetali

Question 14

Spiega brevemente la struttura degli acidi grassi e come si differenziano

Answer 14

Gli acidi grassi sono lipidi caratterizzati da lunghe catene carboniose ed un gruppo carbossile. Possono dividersi in:

• saturi, con soli legami semplici
• insaturi, con legami doppi. Questi ultimi si possono disporre in forma -cis o -trans

Question 15

Come si legano i lipidi fra di loro?

Answer 15

I lipidi, essendo idrofobici, si aggregano fra di loro per sfuggire all’acqua. Per farlo, formano legami esterei con gli alcoli, come il glicerolo. Attraverso l’unione con il glicerolo essi diventano trigliceridi, la riserva di lipidi nelle cellule adipose

Question 16

Che differenza strutturale c’è fra i fosfolipidi e i trigliceridi?

Answer 16

I fosfolipidi hanno una catena carboniosa in meno

Question 17

Quali sono i due principali scopi del colesterolo?

Answer 17

• Grazie alla presenza del gruppo -OH, dona una maggiore fluidità alla membrana plasmatica
• E’ il composto base della sintesi di altre molecole come gli ormoni sessuali

Question 18

Descrivi brevemente la struttura degli amminoacidi (Gruppi funzionali e tipologia)

Answer 18

Gli amminoacidi, come suggerisce il nome, sono caratterizzati da un gruppo carbossilico e uno amminico. A seconda della posizione del gruppo amminico (destra o sinistra del carbonio alfa), si ividono in L-amm. e D-amm. Presentano, inoltre, un radicale libero R che varia da amminoacido ad amminoacido.

Question 19

A cosa sono utili gli amminoacidi?

Answer 19

Possono essere usati come intermezzo di alcune vie metaboliche grazie al loro scheletro carbonioso

Question 20

Come si dividono gli amminoacidi a seconda della loro affinità all’acqua?

Answer 20

• Amminoacidi idrofobici: generano ripiegamenti della proteina verso l’interno, per evitare contatto con l’acqua
• Amminoacidi idrofilici: si ottengono aggiungendo un gruppo OH ai precedenti, oppure sono caratterizzati da una carica positiva e negativa

Question 21

Spiega quali sono le particolarità della serina e della treonina

Answer 21

Sono amminoacidi che hanno un gruppo -OH al loro interno e possono essere fosforilati da alcuni enzimi, detti chinasi, per l’aggiunga di un gruppo -PO4,3-. L’aggiunta di questo gruppo può attivare o disattivare un determinata proteina

Question 22

Spiega quale è la particolarità della tirosina

Answer 22

E’ un amminoacido che ha un gruppo -OH al loro interno e possono essere fosforilati da alcuni enzimi, detti chinasi, per l’aggiunga di un gruppo -PO4,3-. Questo amminoacido viene fosforilato per fare in modo che la proteina in cui è inserito venga legata da un’altra proteina, che lo riconosce.

Question 23

Come si legano fra di loro gli amminoacidi?

Answer 23

Attraverso la formazione di un legame peptidico, fra un gruppo amminico e carbossilico. La formazione i questo legame richiede l’attivazione degli amminoacidi con ATP e il legame con un RNA-Transfer

Question 24

Come vengono trasportati i trigliceridi fuori dalla membrana plasmatica?

Answer 24

I trigliceridi, depositati nelle vescicole delle cellule adipose, essendo apolari non possono permeare la membrana plasmatica. Per questo, devono essere staccati dal glicerolo e portati all’esterno singolarmente

Question 25

Evidenza i sintomi e le cause della sindrome di Morris

Answer 25

Il gene del recettori degli androgeni risulta mutato, perciò l’individuo con cariotipo XY, presenterà un’insensibilità agli androgeni, che non permetterà lo sviluppo degli organi genitali esterni e dei caratteri secondari maschili. Lo sviluppo degli organi genitali interni, invece, sarà già stato bloccato da altri ormoni

Question 26

Evidenzia le cause e i sintomi della sindrome di Imperato- McGinley

Answer 26

Si verifica la mutazione di un gene che codifica per l’enzima alfa-riduttasi, che modifica il testosterone e lo fa diventare più efficiente. Per questo, individui di sesso maschile sviluppano caratteristiche femminili fino all’adolescenza, dove la produzione di testorene più prominente porta alla luce i caratteri maschili.

Question 27

Che cosa produce la degradazione dei polimeri all’interno della cellula

Answer 27

Produce monomeri e libera energia e calore

Question 28

All’interno della cellula, l’energia si può presentare in due modi diversi. Quali?

Answer 28

• L’energia potenziale, che caratterizza i legami chimici

- L’energia cinetica, che è L’energia di movimento delle particelle

Question 29

Che cosa enuncia il primo principio della termodinamica?

Answer 29

La quantità di energia rimane costante

Question 30

Che cosa enuncia il secondo principio della termodinamica?

Answer 30

Il disordine, o entropia, totale del sistema aumenta sempre

Question 31

Come si può prevedere la spontaneità di una reazione chimica

Answer 31

Una reazione, per essere spontanea, dovrebbe diminuire la propria energia e massimizzare la propria entalpia. Matematicamente, questa relazione si esprime con la formula △G= DeltaH - TDeltaS. Per essere spontanea il DeltaG deve essere minore di 0

Question 32

Cosa è l’energia libera standard?

Answer 32

L’energia libera è l’energia dispera nell’ambiente al momento della reazione. L’energia libera standard viene calcolata quando la reazione presenta pH=7 e M=1. Non dipende, perciò, dalla concentrazione dei reagenti

Question 33

Alcune reazioni, nonostante siano spontanee non avvengono. Che meccanismo usa la cellula per farla avvenire?

Answer 33

La cellula usa gli enzimi, dei catalizzatori biologici, per abbassare l’energia di attivazione di una determinata reazione.

Question 34

Descrivi le 5 caratteristiche degli enzimi

Answer 34

1. Il sito attivo dell’entità lega il substrato attraverso legami non-covalenti.
2. Specificità dell’enzima- l’enzima riconosce anche gli stereoisomeri
3. Diversità dell’entità- Ogni enzima svolge funzione diversa dagli altri
4. Sensibilità alla temperatura - si dentatura raggiunta una carta temperatura
5. Sensibilità al pH - ogni enzima funziona in maniera ottimale solo in un ambiente con uno specifico PH

Question 35

Come agiscono gli enzimi?

Answer 35

1. Orientano il substrato per avvicinarlo ai reagenti
2. Modifica la reattività del substrato per effettuare un legame ionico
3. Modifica la struttura del substrato

Question 36

Come avviene l’interazione enzima-substrato? Spiega i due modelli

Answer 36

1. Modello chiave serratura - sito attivo specifico

2. Modello dell’adattamento indotto - sito attivo parzialmente complementare

Question 37

Quale è l’equazione che esprime la velocità della catalisi di un enzima?

Answer 37

L’equazione di Michaels-Menten, che tiene conto della concentrazione del substrato

Question 38

Descrivi i 4 metodi di regolazione degli enzimi

Answer 38

1. Competizione per il sito attivo - un inibitore competitivo prende il posto del substrato
2. Regolazione allosterica - Un inibitore/attivatore non competitivo si lega al sito allosterico dell’enzima,, modificando la sua conformazione. Questo processo può essere irreversibile o reversibile
3. Fosforilazione - L’enzima viene fosforilato con l’enzima chinasi o defosforilato con l’enzima fosfatasi
4. Taglio proteolitico - per attivare l’enzima si taglia una parte della sua catena di amminoacidi

Question 39

Parla dei gruppi prosteici

Answer 39

Sono molecole legale a proteine che aiutano gli enzimi

Question 40

Parla dei coenzimi

Answer 40

Sono molecole che partecipano a reazione enzimatica come accettore di elettroni durante le red-ox

Question 41

Dove è posizionato all’interno della cellula”

Answer 41

In maniera non differenziata, ma principalmente:

• nelle parti che hanno bisogno di tanta energia, come il cono di crescita
• vicino al soma dove i mitocondri danneggiati vengono riparati dai ribosomi
• in aeree che presentano mitocondri danneggiati che si uniscono a quelli non danneggiati

Question 42

Quali basi azotate sono purinr?

Answer 42

Adenina e guanina

Question 43

Quali basi azotate sono pirimidine?

Answer 43

Citosina, uracile e timina

Question 44

Come si dispongono le due catene di DNA nella molecola?

Answer 44

Le due catene di DNA sono dette antiparallele. Questo perché le basi azotate possono formare i legami ad idrogeno solo quando i ribosi della catena sono uno opposto all’altro. Una sommità della catena avrà, quindi il C 5’ e l’altra il 3’. Ricordiamo che la sintesi del filamento nuovo avviene sempre da 5’ a 3’