Idrolisi

L'idrolisi è una reazione chimica durante la quale i polimeri (grandi molecole) si scompongono in monomeri (piccole molecole). 

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Indice

    Durante l'idrolisi, i legami covalenti tra i monomeri si rompono, consentendo la rottura dei polimeri.

    I legami vengono spezzati utilizzando l'acqua. Hydro significa letteralmente "acqua", mentre lysis significa "demolizione" in questo caso dei legami tra i monomeri di un polimero.

    L'idrolisi è l'opposto della condensazione! Se conosci già la condensazione nelle molecole biologiche, saprai che i legami tra i monomeri si formano con la perdita di acqua. Nell'idrolisi, invece, l'acqua è necessaria per rompere questi legami chimici.

    Significato della reazione di idrolisi

    L'equazione generale dell'idrolisi è sostanzialmente l'equazione generale della condensazione, ma invertita:

    AB + H2O AH + BOH

    AB rappresenta un composto, mentre A e B stanno per atomi o gruppi di atomi.

    Un esempio di reazione di idrolisi

    Il lattosio è un carboidrato semplice, un disaccaride composto da due monosaccaridi: galattosio e glucosio. Il lattosio si forma quando il glucosio e il galattosio si legano con legami glicosidici. Prendiamo ancora una volta come esempio il lattosio, anche se ora verrà scisso piuttosto che consensato (sintesi del lattosio a partire da galattosio e glucosio).

    Se scambiamo AB, A e B dell'equazione generale precedente con le formule di lattosio, galattosio e glucosio, otteniamo quanto segue:

    C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

    Dopo la scissione del lattosio, sia il galattosio che il glucosio presentano ciascuno sei atomi di carbonio (C6), 12 atomi di idrogeno (H12) e sei atomi di ossigeno (O6).

    Si noti che il lattosio ha 22 atomi di idrogeno e 11 di ossigeno, quindi come mai entrambi gli zuccheri si ritrovano con H12 e O6?

    Quando la molecola d'acqua si divide per rompere il legame tra due monomeri, sia il galattosio che il glucosio guadagnano un atomo di idrogeno (che diventa quindi 12 per ogni molecola) e uno di loro ottiene l'atomo di ossigeno rimanente, lasciando entrambi con 6 in totale.

    Pertanto, la molecola d'acqua viene divisa tra entrambi gli zuccheri risultanti, con uno che riceve l'atomo di idrogeno (H) e l'altro che riceve il gruppo ossidrile (OH).

    Figura 1.

    La reazione di idrolisi è la stessa per tutti i polimeri e per i lipidi. Allo stesso modo, la condensazione è la stessa per tutti i monomeri, insieme ai non-monomeri che sono acidi grassi e glicerolo.

    Pertanto, si può concludere che:

    • La reazione di idrolisi dei polisaccaridi li scompone in monomeri: monosaccaridi. Si aggiunge acqua e si rompono i legami glicosidici covalenti tra i monosaccaridi.
    • La reazione di idrolisi dei polimeri polipeptidici li scinde in monomeri che sono gli amminoacidi. Si aggiunge acqua e si rompono i legami peptidici covalenti tra gli amminoacidi.
    • La reazione di idrolisi dei polimeri polinucleotidici li scinde in monomeri: nucleotidi. Si aggiunge acqua e si rompono i legami covalenti fosfodiestere tra i nucleotidi.

    Quindi, per la scomposizione dei lipidi:

    • Durante la reazione di idrolisi dei lipidi, questi vengono scomposti nei loro componenti, gli acidi grassi e il glicerolo.
    • Viene aggiunta acqua e i legami covalenti di estere tra gli acidi grassi e il glicerolo vengono spezzati.

    Ricorda che i lipidi NON sono polimeri e che gli acidi grassi e il glicerolo NON sono monomeri.

    Qual'è la funzione della reazione di idrolisi?

    L'idrolisi è fondamentale per il normale funzionamento delle cellule. Permettendo alle grandi molecole di rompersi, l'idrolisi garantisce la formazione di molecole più piccole. Queste vengono assorbite più facilmente dalle cellule. In questo modo, le cellule ottengono l'energia necessaria per le attività cellulari.

    Uno degli esempi più semplici è il cibo che mangiamo. Le macromolecole, come le proteine della carne e del formaggio e i lipidi dei grassi, vengono scomposte nell'apparato digerente prima che l'energia arrivi alle cellule. Vari enzimi (proteine) aiutano le reazioni di idrolisi.

    Senza l'idrolisi, le cellule non potrebbero funzionare correttamente. Se si ricorda che le cellule costituiscono ogni parte del nostro corpo, significa che tutti gli organismi viventi si affidano sia alla condensazione che all'idrolisi per immagazzinare e rilasciare l'energia necessaria.

    Idrolisi - Punti chiave

    • L'idrolisi è una reazione chimica durante la quale i polimeri (grandi molecole) vengono scomposti in monomeri (piccole molecole).
    • Durante l'idrolisi, i legami covalenti tra i monomeri si rompono, consentendo la rottura dei polimeri.
    • I legami covalenti vengono spezzati con l'uso dell'acqua.
    • Il disaccaride lattosio viene scisso in monosaccaridi galattosio e glucosio. I legami covalenti glicosidici tra galattosio e glucosio si rompono con l'aiuto dell'acqua.
    • La reazione di idrolisi è la stessa per tutti i polimeri: polisaccaridi, polipeptidi e polinucleotidi, e lipidi, che non sono polimeri.
    • Lo scopo della reazione di idrolisi è quello di consentire il normale funzionamento delle cellule. Esse assorbono le molecole più piccole, che sono il prodotto dell'idrolisi, e ottengono così l'energia per le attività cellulari.
    Domande frequenti riguardo Idrolisi

    In cosa consiste la reazione di idrolisi?

    L'idrolisi può essere considerata la scissione in ambiente acquoso dei legami che costituiscono una molecola organica o inorganica in composti più semplici.

    In quali condizioni avviene la reazione di idrolisi?

    La reazione di idrolisi, catalizzata da specifici enzimi avviene in ambiente acquoso ed è favorita da specifiche condizioni di temperatura e pH vicino alla neutralità.

    Come avviene una reazione di idrolisi?

    L'idrolisi è una reazione biochimica che consiste nella scissione di un polimero nei suoi monomeri tramite l'aggiunta di una molecola d'acqua per ogni legame covalente spezzato e liberando energia.

    Quali sono gli elementi caratteristici della reazione di idrolisi?

    Gli elementi caratteristici sono: la presenza di una molecola target da idrolizzare, degli enzimi idrolasi e la presenza di acqua.

    In quali condizioni l'idrolisi viene sfavorita?

    In assenza di acqua o in condizioni di temperatura e pH non ottimale la reazione di idrolisi viene sfavorita.

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