Ogni cellula è formata da un numero elevatissimo di molecole organizzate per garantire la sopravivenza e la replicazione dell’organismo cui appartengono.
La sostanza principale di cui sono composte le cellule viventi è l’acqua che rappresenta circa il 70% del peso cellulare e la maggior parte delle reazioni cellulari avvengono in ambiente acquoso sfruttando appunto le proprietà dell’acqua. Ogni organismo si è evoluto in funzione delle proprietà dell’acqua.
Escludendo l’acqua la maggior parte delle molecole che costituiscono una cellula sono composti del carbonio, materia di studio della chimica organica. La capacità del carbonio di formare 4 legami con gli altri atomi lo rende un elemento particolarmente versatile alla costruzione di molecole complesse.
La struttura e la funzionalità di una cellula si basa sulla formazione di 4 gruppi di molecole accumunate dal fatto di avere caratteristiche chimiche comuni:
- Aminoacidi
- Acidi grassi
- Zuccheri
- Nucleotidi o basi azotate
Queste molecole si combinano tra loro per dare vita a composti più grandi ed articolati con funzioni specifiche chiamate macromolecole biologiche rappresentate da:
Sostanza formate da catene di aminoacidi. Esse possono acquisire molteplici caaratteristiche a seconda degli aminoacidi in esse presenti e del loro ripiegamento. Pertanto sono molecole particolarmente versatili. Infatti svolgono diverse funzioni all’interno dell’organismo: Strutturale, Di trasporto, Catalitica, Segnalatrice, Difensiva, Meccanica, Energetica.
Sono polimeri di zuccheri semplici. Hanno numerose funzioni biologiche tra cui quella di riserva energetica e trasporto dell'energia (esempio: amido, glicogeno), sono anche componenti strutturali nelle piante (la cellulosa) e della cartilagine negli animali (proteoglicani).
Sono una classe di macromolecole diverse tra loro ma vengono classificate chimicamente sulla base delle loro proprietà comuni di solubilità: sono sostanze idrofobe ( insolubili in acqua) e lipofile cioè sono solubili in solventi organici non polari, come l'etere o l'acetone. Essi sono i trigliceridi, i fosfolipidi e gli steroli. I lipidi rappresentano un'importante riserva energetica per il corpo in quanto un grammo di lipidi produce 9 Kcal, cioè più del doppio rispetto a zuccheri e proteine, proprio per questo sono il substrato energetico favorito delle cellule e maggiormente immagazzinato. I grassi nell'organismo assumono anche altre funzioni che vanno oltre alla semplice funzione energetica, infatti sono utilizzati per formare componenti strutturali delle membrane cellulari, sono importanti molecole di segnalazione e ormoni quali gli ormoni steroidei e le prostaglandine.
Sono costituiti a partire dalle basi azotate e contengono le informazioni necessarie al mantenimento e la regolazione delle funzioni cellulari; sono immagazzinate, trasmesse ed espresse nei geni, per questa ragione sono chiamate informazioni genetiche. Questi geni sono immagazzinati nel DNA e trascritti attraverso l’RNA. DNA ed RNA sono appunto acidi nucleici.
a cura di Nicola Sacchi