Basi chimiche della vita

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Categoria:	Scienze Della Natura
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Anche i viventi come i minerali e le rocce sono formati da atomi che si uniscono a formare, strutture chimiche complesse dette MOLECOLE. Nel mondo vivente è presente un’elevata percentuale di ossigeno e idrogeno motivata dal fatto che sono componenti di una molecola di acqua e costituiscono il 705 del peso delle cellule.
Il carbonio invece dipende da questo atomo affinché si leghi in modo stabile con altri atomi di carbonio. Le caratteristiche che la compongono permettono la formazione di un numero elevato di sostanze complesse, chiamate SOSTANZE ORGANICHE.
Contengono il carbonio, anche il biossido di carbonio e il carbonato di calcio, che non formano strutture molecolari complesse a catena perciò vengono chiamate SOSTANZE INORGANICHE.
La differenza tra le molecole presenti nella materia non vivente e quelle che costituiscono gli esseri viventi è che nella prima c’è un’organizzazione semplice, mentre nella secondaci sono strutture ordinate e complesse, con un elevato contenuto di energia.
Le molecole organiche vengono chiamate BIOMOLECOLE, formatesi dall’unione di tante unità di base, chiamati MONOMERI, legati fra loro da una catena detta, POLIMERO.

Vicino alle biomolecole troviamo diverse sostanze inorganiche, senza le quali non sarebbe possibile un funzionamento delle strutture biologiche.
Sali minerali
Presenti nelle cellule sotto forma di Ioni con funzioni molto importanti.
• Come calcio (Ca) indispensabile per la funzione delle ossa
• Come fosfato (Po) interviene nella reazione per il trasferimento di energia all’interno della cellula
• Come potassio (K) e come sodio (Na) sono presenti nel meccanismo delle trasmissione degli impulsi nervosi
• Come ferro (Fe) presenti nel sangue
• Come magnesio (Mg) è un componente essenziale della clorofilla
Acqua
E’ una piccola molecola inorganica, formata da un atomo di ossigeno che lega due atomi di idrogeno, ed è indispensabile per la vita. La sua importanza dipende da alcune peculiari caratteristiche fisiche che la rendono speciale.
• Alle temperature più comuni sulla Terra, va dal punto del congelamento all’ebollizione, mantenendosi allo stato liquido.
• L’elevato calore specifico e l’elevato calore di evaporazione lo rendono un ottimo regolatore termico.
• La densità dell’acqua allo stato solido è minore rispetto allo stato liquido
• Grazie all’elevata forma di adesione lo fa aderire alle sostanze polari.
• Le molecole dell’acqua tendono a penetrare con movimento capillare nei corpi solidi provocando un aumento di volume
• L’acqua grazie alla sua polarità è un ottimo solvente, in grado di sciogliere gran parte delle sostanze presenti in natura.

Molte proprietà dell’acqua risultano vantaggiose per gli esseri viventi, ritornano al legame idrogeno, che stabilisce tra le molecole di acqua vicine sia nello stato liquido che nello stato solido.
Questo legame è di temperatura elettrostatica.
La temperatura di un corpo dipende dall’energia cinetica (movimento) delle molecole che la compongono; più elevata è l’energia di movimento, più alta sarà la temperatura del corpo.
L’elevata quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di una certa massa di acqua, si ha rompendo un numero di legami idrogeno tra di esso.
Se non ci fossero legami idrogeno l’acqua non potrebbe fungere da accumulatore di calore.
Nello stato liquido ciascuna molecola di acqua risulta legata ad altre molecole vicine, per formare un reticolo tridimensionale rigido; le molecole di acqua, hanno una bassa energia cinetica, per cui sono ferme.
Nel reticolo si creano spazi vuoti che determinano un aumento di volume dell’acqua.
Il calore viene assorbito durante il processori fusione serve a rompere i legami e si smantella il reticolo cristallino, in cui le molecole di acqua si muovono in modo disordinato.
Viceversa, la formazione del ghiaccio prevede la liberazione di calore che riscalda l’ambiente circostante a vantaggio quindi degli esseri viventi, che possono adattarsi gradualmente a cambiamenti climatici invernali.
I carboidrati
I carboidrati sono chiamati anche zuccheri o glucidi, utilizzati dagli organismi come fonte primaria di energia.
Sono sostanze ternarie poiché formate da tre tipi di atomi, C, O, H, (CH2O), in cui il rapporto tra gli atomi di idrogeno e quelli di ossigeno è lo stesso presente nell’acqua. Per questo motivo vengono chiamati carboidrati o idrati di carbonio. I monomeri dei carboidrati vengono chiamati MONOSACCARIDI, formati da un’unica molecola di zucchero, i più diffusi sono il glucosio, il fruttosio, il galattosio.
Il glucosio è il monosaccaride più importante per i viventi perché viene utilizzato come fonte di energia delle cellule e costituisce la molecola di base per la costruzione di zuccheri più complessi.
Dall’unione di due monosaccaridi si ottengono zuccheri detti DISACCARIDI.
L’unione di due monomeri di zucchero avviene tramite una reazione chimica di sintesi detta CONDENSAZIONE, che prevede l’eliminazione di una molecola di acqua e la successiva formazione di un nuovo legame covalente tra i due monomeri.
Migliaia di molecole di monomeri si possono condensare originando i POLISACCARIDI, lunghissime catene di zuccheri insolubili in acqua, che fungono soprattutto da riserva di energia.