ARGOMENTO STRUTTURA CELLULARE

CONCETTO DI REGOLAZIONE GENICA

REGOLAZIONE GENICA PROCARIOTI

REGOLAZIONE GENICA EUCARIOTItrascrizione e maturazione RNAtrasporto nucleo-citoplasmasintesi proteicavia secretiva traffico di membrana

ENERGETICAMOTILITÀ CELLULARESEGNALIDIVISIONE CELLULARECICLO CELLULAREAPOPTOSI

nucleo, cromatina, involucro nuclearenucleoloribosomireticolo endoplasmaticoapparato del Golgilisosomiproteasomivescicole di secrezionemitocondri e perossisomicitoscheletromembrana plasmaticacromosomi

Riproduzione molecolare

Riproduzione cellulare

Riproduzione degli organismi

asessuata sessuata

Gametogenesi(femminile e maschile)

Fecondazione

BIOLOGIA MOLECOLARE (1944) ETOLOGIA (1927)GENETICA (1900)ECOLOGIA (1866)

BIOLOGIA DELL’EVOLUZIONE (1859)CITOLOGIA (1839)

EMBRIOLOGIA (1828)....

FISIOLOGIAANATOMIA

STORIA NATURALE

LA BIOLOGIA DEL XXI SECOLO:

GENOMICA

PROTEOMICA

(BIOINFORMATICA)

+ altre “omics”

Trascrittomica

Lipidomica

Glicomica

Interattomica

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IL METODO SCIENTIFICO

1- eseguire le prime osservazioni

2- formulare un’ipotesi verificabile

3- progettare un esperimento controllato

4- raccogliere i dati

5- interpretare i risultati

6- ricavare delle conclusioni ragionevoli

prendere come riferimentole conoscenzegià esistenti

IL METODO SCIENTIFICO

CORRETTO DISEGNO SPERIMENTALE

OSSERVAZIONI → IPOTESI → VERIFICHE SPERIMENTALI

TEORIA

LOGICA DEDUTTIVA E LOGICA INDUTTIVA

STABILITÀ CAMBIAMENTO

GENETICA EVOLUZIONE

TEORIA SINTETICA DELLA BIOLOGIA MODERNA

I LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE

ATOMI → MOLECOLE →MACCHINE MOLECOLARI → ORGANULI

CELLULA

LA VITA COME PROPRIETÀ EMERGENTE(PROPRIETÀ RISULTANTE DALLE INTERAZIONI TRA VARIE

COMPONENTI)

ALCUNE PROPRIETÀ DELLA VITA:

•ORDINE•RIPRODUZIONE•CRESCITA E SVILUPPO•UTILIZZAZIONE DELL’ENERGIA•RISPOSTA ALL’AMBIENTE•OMEOSTASI•ADATTAMENTO EVOLUTIVO• METABOLISMO

METABOLISMO ED EQUIVALENZA TRA ENERGIA E INFORMAZIONE

CONTROLLO GENETICO DEL METABOLISMO

EREDITARIETÀ DELL’INFORMAZIONE BIOLOGICA

UNITÀ NELLA DIVERSITÀ

TEORIA CELLULARE

MECCANISMI EREDITARI E DEL FLUSSO DI INFORMAZIONE

MOLECOLE BASE DEL METABOLISMO

INTERAZIONE TRA ORGANISMI E AMBIENTE

L’origine della vita:come è cominciato tutto?

la vita è unitaria: stesse molecole fondamentalistessi processi fondamentali

nel flusso metaboliconel flusso di informazioni

la vita si evolve: l’ambiente cambia, i viventi si adattano e si diversificano

http://www.ideacenter.org/contentmgr/showdetails.php/id/838

CONTROLLO GENETICO DEL METABOLISMO

•Il metabolismo è il complesso delle reazioni di catabolismo e di anabolismo•Ogni reazione della cellula ècontrollata da un enzima•Ogni enzima è un prodotto genico•L’azione degli enzimi ècoordinata•Le vie metaboliche sono evolutivamente conservate

http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/makeatp/makeatp.htm

La teoria cellulare

•La cellula è la più piccola unità del vivente•Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule•Ogni cellula deriva da una cellula pre-esistente

•In base a caratteristiche, quali la presenza di un nucleo e di strutture intracellulari (organuli), classifichiamo le cellule in due categorie: procariotiche ed eucariotiche

La cellula eucariotica differisce per molti aspettida quella procariotica

11-4500 milioniOrigine della terra

2 3 4 55-3750 milioniVITA?

6 7-3450 milionii più antichi fossili di procarioti

8 9 10-3000 milionichemioautotrofi

11 12-2700 milionifotosintesi

13 14

15 16 17-1950 milionirespirazione

18-1800 milionimolti batteri

19 20 21-1350 milioniprimi eucarioti

22 23 24 25-750 milioniprimi organismimulticellulari

26 27-450 milionievoluzione esplosiva di piante e animali

28-300 milionile piantecolonizzanola terraprimi vertebrati29

-1500 milioniPrimimammiferi

dinosauri

30Primi uccelliPrime piante con fioreEstinzione dei dinosauriPrimi ominidiHomo sapiens: 23h 55’La storia scritta: 23h 59’54”

CALENDARIO DELLA STORIA DELLA TERRA

L’origine di batteri, archea ed eucarioti

Origine dei mitocondri come endosimbionti

TASSONOMIA (CLASSIFICAZIONE DEI VIVENTI)

Es.: classificazione dell’uomoRegno: animalePhylum: cordatiClasse: mammiferiOrdine: primatiFamiglia: ominidiGenere: homoSpecie: homo sapiens

La classificazione ègerarchicabasata su dati

descrittivipaleotologiciembriologicibiochimici (somiglianze di sequenze)

Come si definisce una specie?Come si formano nuove specie?

http://nema.cap.ed.ac.uk/teaching/zoo4/top.html

In un organismo pluricellulare le cellule sono specializzateper svolgere funzioni diverse e la loro morfologia dipende

dalla funzione che svolgono. Gli organuli primari sono tuttaviapresenti in tutte le cellule.

SPECIALIZZAZIONE CELLULARE = DIFFERENZIAMENTO

Le dimensioni in biologia

A dimensioni diverse corrispondono modalitàdiverse di visualizzazione e discipline diverse: anatomia e fisiologia, istologia, biologia cellulare, embriologia, genetica, microbiologia, virologia, biochimica e biologia molecolare, chimica, fisica….

LE DIMENSIONI DELLE CELLULE EUCARIOTICHE (VEGETALI E ANIMALI) E DELLE CELLULE PROCARIOTICHE

Confronto tra il potere di risoluzione del microscopio ottico e del microscopio elettronico

Spessore della sezione:

1,5 µm 0,03 µm

Immagini ottenute con il microscopio elettronico a scansione

Il mondo delnanometro

Il mondo del nanometro: il virus dell’HIV ha un diametro di circa 100 nm (0,1 µm, ossia 10-4 mm)