Biochimica: Fondamenti dei Bioelementi e Struttura della Materia Vivente

Fondamenti di Biochimica e Struttura della Materia Vivente

La Biochimica come Scienza

La biochimica studia i componenti fondamentali della materia vivente, classificabili in:

• Bioelementi
• Biomolecole
• Forze di legame molecolare

Biochimica e Scienze Biologiche

La materia vivente si distingue per caratteristiche peculiari:

• Complessità
• Ordine
• Capacità di replica

Struttura e organizzazione cellulare: distinzione tra procarioti ed eucarioti.

1. Componenti della Materia Viva

Tutte le forme di vita condividono gli stessi elementi chimici e tipi di molecole, riflettendo una comune origine evolutiva.

Bioelementi

• Primari: Carbonio (C), Idrogeno (H), Ossigeno (O), Azoto (N).
• Secondari: Zolfo (S), Fosforo (P), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Sodio (Na), Potassio (K), Cloro (Cl).
• Oligoelementi: Ferro (Fe), Silicio (Si), Manganese (Mn), Vanadio (V), Rame (Cu), Cromo (Cr), Zinco (Zn), Cobalto (Co), Fluoro (F), Selenio (Se), Iodio (I), Molibdeno (Mo), Boro (B), Stagno (Sn).

Configurazione Tetraedrica del Carbonio

Le molecole organiche presentano strutture tridimensionali specifiche. La conformazione spaziale è determinante per l'attività biologica.

Proprietà dei Bioelementi

• Zolfo: Presente negli aminoacidi cisteina e metionina e in proteine essenziali.
• Fosforo: Componente di nucleotidi, acidi nucleici, coenzimi e fosfolipidi di membrana.
• Magnesio: Fondamentale nella clorofilla e come catalizzatore enzimatico.
• Calcio: Essenziale per strutture scheletriche, contrazione muscolare, coagulazione e trasmissione nervosa.
• Sodio: Catione extracellulare cruciale per la conduzione nervosa e la contrazione muscolare.
• Potassio: Catione intracellulare necessario per la conduzione nervosa e la contrazione muscolare.
• Cloro: Anione fondamentale per l'equilibrio idrico nel sangue e nei liquidi interstiziali.

Oligoelementi e Funzioni Biologiche

• Ferro: Essenziale per la sintesi della clorofilla, la respirazione cellulare (citocromi) e il trasporto di ossigeno (emoglobina).
• Manganese: Coinvolto nella fotolisi dell'acqua durante la fotosintesi.
• Iodio: Necessario per la sintesi della tiroxina.
• Cobalto: Parte della vitamina B12, essenziale per la sintesi dell'emoglobina.
• Silicio: Conferisce resistenza ai tessuti vegetali.
• Cromo: Regola la glicemia in sinergia con l'insulina.
• Zinco: Catalizzatore in numerose reazioni corporee e neurotrasmettitori.
• Litio: Regola la permeabilità cellulare e può prevenire stati depressivi.
• Molibdeno: Agisce negli enzimi vegetali per la riduzione dei nitrati.