BIOLOGIA SCIENZA CHE STUDIA TUTTO CIO’ CHE … Preparazione 2013 2014/Biologia/01... · 1)...
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BIOLOGIA SCIENZA CHE STUDIA TUTTO CIO’ CHE RIGUARDA LA VITA
ORGANISMI VIVENTI
CARATTERISTICHE DEGLI ORGANISMI VIVENTI
1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE 1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE
A) ORGANISMI UNICELLULARI ( singole cellule, es: batteri, protozoi)A) ORGANISMI UNICELLULARI (singole cellule, es: batteri, protozoi)
Ameba, Euglena, Paramecio, Foraminiferi, Plasmodio
1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE 1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE
B) ORGANISMI PLURICELLULARI (le loro cellule vivono in gruppi coordinati che risultano cosìinterdipendenti da non poter sopravvivere da soli; es: piante ed animali) ORGANIZZAZIONE GERARCHICA TESSUTI ORGANI APPARATI
B) ORGANISMI PLURICELLULARI (le loro cellule vivono in gruppi coordinati che risultano così interdipendenti da non poter sopravvivere da soli; es: piante ed animali) ORGANIZZAZIONE GERARCHICA TESSUTI ORGANI APPARATI
1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE 1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE
A) LA CELLULA È L’UNITÀ FONDAMENTALE DELLA MATERIA VIVENTE
B) TUTTI GLI ORGANISMI VIVENTI SONO FORMATI DA CELLULE
C) LE CELLULE DERIVANO ESCLUSIVAMENTE DALLA DIVISIONE DI ALTRE CELLULE
A) LA CELLULA È L’UNITÀ FONDAMENTALE DELLA MATERIA VIVENTE
B) TUTTI GLI ORGANISMI VIVENTI SONO FORMATI DA CELLULE
C) LE CELLULE DERIVANO ESCLUSIVAMENTE DALLA DIVISIONE DI ALTRE CELLULE
TEORIA CELLULARE (Schleiden e Schwann metà ‘800)TEORIA CELLULARE (Schleiden e Schwann metà ‘800)
1600 fu inventato il microscopio da Antony van Leeuwenhoek . Grazie a questo nuovo strumento, RobertHooke , in Inghilterra, riuscì a studiare le cellule, avendo la
possibilità di guardarle da vicino
�Teoria della generazione spontanea o abiogenesi (Aristotele ): la possibilità che la vita avesse origine da materia inanimata.
� Francesco Redi e Lazzaro Spallanzani (1600): dimostrazione empirica che dalla materia inanimata non può nascere nessuna forma di vita
� Solo nel 1800 con Louis Pasteur si arrivò a dimostrare l'infondatezza della generazione spontanea.
Osservazione di Redi :Spesso, lasciando esposta della carne all’aria, vi svolazzano
attorno mosche uguali a quelle che poi vi si formeranno nel corso della putrefazione.
Domande che si fece Redi :Da dove vengono le larve di mosca che si formano nella carne in putrefazione? Si formano larve di mosca anche se si impedisce
alle mosche adulte di avvicinarsi alla carne?
Ipotesi di Redi :Le larve di mosca non derivano dalla carne in putrefazione, ma
dalle uova che le mosche adulte, attratte dall’odore della carne in putrefazione, hanno deposto, allora impedendo alle mosche di
accedere alla carne si dovrebbe anche evitare lo sviluppo di larve e quindi di nuove mosche.
LA VERIFICA SPERIMENTALE DI REDI
Redi lasciò per giorni su un tavolo esposto all’aria due vasi di vetro
trasparente, con dentro due pezzi uguali della stessa carne.
Uno lo chiuse con un tappo di garza, l’altro lo lasciò aperto.
Vaso aperto
La carne brulica di vermi
Vaso coperto conuna garza sottile
Non compaionovermi
Dopo pochi giorni la carne del vaso aperto brulicava di larve, mentre in quella del vaso
chiuso non se ne vedevano. Redi rifece molte volte l’esperimento, anche variando il
tipo di carne, e non osservò mai la presenza di larve di mosca nei vasi chiusi.
Questi risultati sperimentali confermano che l’ipotesi di Redi è vera e che la teoria
della generazione spontanea è falsa.
COMUNICAZIONE DEI RISULTATI :Redi pubblicò i suoi risultati nel libro intitolato "Esperienze intorno alla generazione degli insetti", per renderli noti alla
comunità scientifica.
Firenze 1968
Più o meno nello stesso tempo in cui Redi compiva i suoi esperimenti, Anton Van Leeuwenhoek osservò, per la prima volta, la presenza di microrganismi attraverso il rudimentale
microscopio da lui stesso costruito. Tutte le sostanze esaminate brulicavano di un numero enorme di microrganismi
(bastava collocare del fieno secco in acqua e, dopo alcuni giorni, compariva una miriade di organismi microscopici a cui
venne dato il nome di infusori)
Da dove venivano? Come si riproducevano?
generazione spontanea
Lazzaro SpallanzaniModena 1760
John Needham eseguì una serie di prove consistenti nel mettere in un vaso del brododi carne e riscaldarlo, ponendolo per alcuni minuti sulla cenere calda. I vasi venivano
poi tenuti a temperatura ambiente. Dopo qualche giorno il brodo era pieno di “animaletti”, secondo Needham nati in maniera spontanea dal brodo stesso, grazie
all’azione di una “forza produttrice”, visto che il calore avrebbe dovuto distruggere ogni forma di contaminazione dall’esterno.
Riscaldamento di una fiasca contenente brodo
aperta
Si lascia raffreddare
Si aspetta
I microrganismi crescono
Riscaldamento di una fiasca contenente brodo
tappata
Si lascia raffreddare
Si aspetta
I microrganismi non crescono
Ripeté le esperienze di Needham, aumentando però fino a 45 minuti i tempi di
esposizione al calore e serrando i contenitori in modo ermetico: il risultato fu
la non comparsa dei microrganismi nel brodo.
Needham criticò la durezza dei metodi di Spallanzani: il calore eccessivo avrebbe
1)distrutto la forza produttrice delle sostanze infuse, rendendo quindi impossibile la generazione di nuova vita.
2)reso l’aria “corrotta”, perdendo quell’”elasticità” indispensabile per garantire la sopravvivenza di un essere vivente.
Il problema verrà ripreso, nella seconda metà dell' 800 (1822-1895), da LouisPasteur : la produzione di bevande alcoliche; al tempo si sapeva che il vino si poteva
trasformare in aceto.
Capì che alla base di questa trasformazione c’era un processo di fermentazione alcolica, attuata da fermenti (microrganismi) che, a suo avviso, si trovano nell’aria e
che da questa si depositano sulle sostanze che poi trasformano.
Contro la teoria della generazione spontanea che ancora si applicava ai microrganismi
Precedenti esperimenti gli avevano rivelato che dei microrganismi possono derivare da particolari cellule chiamate spore .
Egli fece allora l’ipotesi che le piccolissime spore siano trasportate assieme al pulviscolo dell’aria: finché esse restano nell’aria sono
inattive, ma non appena vengono a trovarsi in un ambiente contenente le sostanze indispensabili alla crescita, ad esempio in un’infusione,
ridiventano attive e danno origine a microrganismi, che si moltiplicano poi rapidamente.
L'esperimento svolto al riguardo da Pasteur impiegò un apparato molto semplice
palloni a collo di cigno(lungo collo ricurvo)
soluzione nutritiva, che era fatta bollire per più di
un'ora, lasciando che il vapore uscisse liberamente
dall'orifizio terminale del collo ricurvo.
In tal modo tutti i microrganismi presenti nell’inf usione sarebbero stati uccisi, e inoltre il vapore d’acqua che si sviluppava durante l’ebollizione avrebbe ucciso le spore eventualmente presenti sulle pareti interne della boccia e del
collo di vetro.
Naturalmente l’aria che sarebbe entrata liberamente nella boccia, quando questa si fosse raffreddata, avrebbe potuto contenere spore
frammiste al pulviscolo: tuttavia Pasteur previde che tali sporesarebbero rimaste intrappolate nella parte iniziale, ricurva, del collo e
non sarebbero riuscite a penetrare fin nella boccia. Infatti anche a distanza di diversi mesi l'infuso si conservò limpido, a dimostrazione che non erano presenti germi di alcun genere, mentre sul tratto più
esterno del collo si poteva notare la presenza di polveri e microrganismi, evidentemente entrati fin lì dall'apertura terminale.
Infatti, rompendo con un secco colpo il collo ritorto, e ponendo il liquido nutritivo a diretto contatto con l’aria, dopo poche ore lo stesso si intorbidiva per la presenza di spore e
germi che poi avrebbero continuato a svilupparsi. Inoltre Pasteur, come già detto, lasciando aperto il suo recipiente con il collo ricurvo e consentendo all'aria di entrare e
uscire liberamente, seppure attraverso un lungo e tortuoso percorso, spense sul nascere le obiezioni di coloro i quali sostenevano che il principio attivo, senza aria, era
impedito nella sua attività.
Come tutti gli altri esseri viventi, anche i microrganismi non derivano da materia non vivente. Fu cosi scartata definitivamente l’ipotesi della possibilità di una generazione spontanea, mentre si affermò la già citata teoria della biogenesi, secondo la quale, nelle condizioni attuali della Terra, tutti gli esseri viventi hanno origine da altri esseri
viventi.
ORGANIZZAZIONE CELLULARE ORGANIZZAZIONE CELLULARE
A) CELLULE PROCARIOTICHE
B) CELLULE EUCARIOTICHE
A) CELLULE PROCARIOTICHE
B) CELLULE EUCARIOTICHE
MEMBRANA PLASMATICA
CITOPLASMA
NUCLEOIDE o NUCLEO
MEMBRANA PLASMATICA
CITOPLASMA
NUCLEOIDE o NUCLEO
ORGANIZZAZIONE CELLULARE ORGANIZZAZIONE CELLULARE
DIMENSIONI CELLULARI: MICROSCOPICHE (Microscopio Ottico)
Cellula procariotica0.3-2 µm
Cellula eucariotica2-25 µm
µm = micrometro: un milionesimo di metro (10-6 m)
Organulinm = nanometro: un millesimo di µm (10-9 m)
MICROSCOPIO OTTICOMassimo ingrandimento: 1000 volte
Cellule fissate (morte!) sia colorate che non
Cellule vive
MICROSCOPIO ELETTRONICOMassimo ingrandimento: 250.000 volteCellule fissate (morte!) sia colorate che
non
più piccolo è l'organismo più grande è la sua superficie in rapporto al volume.
S = 6 V S = 3 V S = 1.5 V
LA SUPERFICIE DI UN CORPO AUMENTA AL QUADRATO DELLE DIMENSIONI LINEARI DEL CORPO STESSO
IL VOLUME AUMENTA AL CUBO!
più grande è l'organismo più piccola è la sua superficie in rapporto al volume.
3) ISTRUZIONI CHIMICHE (che controllano la loro struttura e funzione
3) ISTRUZIONI CHIMICHE (che controllano la loro struttura e funzione
4) RIPRODUZIONE4) RIPRODUZIONE
2) METABOLISMO (catabolismo e anabolismo); organismi autotrofi edeterotrofi
2) METABOLISMO (catabolismo e anabolismo); organismi autotrofi edeterotrofi
DNA
la capacità degli organismi di dare vita ad altri individui della stessa specie
La riproduzione, di solito, richiede l’intervento di due individui “genitori” di sesso diverso (riproduzione
sessuata). � Esistono, tuttavia, in vari gruppi di organismi
forme di riproduzione che avvengono per l’intervento di un solo organismo genitore
(riproduzione asessuata).
5) CRESCITA eSVILUPPOTutti gli organismi devono crescere e
svilupparsi per raggiungere le dimensioni e il livello di complessitànecessari a completare il loro ciclo
vitale.
La crescita, cioè l’aumento relativamente costante delle dimensioni corporee,
avviene nel tempo attraverso l’assunzione e l’assimilazione delle
sostanze nutritive prelevate dall’ambiente esterno e la loro trasformazione in molecole utili
all’organismo.
Lo sviluppo presuppone un cambiamento di forma, aspetto e complessità di un organismo nel corso del tempo fino al
raggiungimento dello stadio adulto definitivo.
6) ADATTAMENTO ALL’AMBIENTE (OMEOSTASI: mantenimento di una condizione stazionaria interna grazie a risposte che compensano i cambiamenti avvenuti nell’ambiente esterno)
Tutti gli organismi viventi sono sensibili agli stimoli, ovvero ai cambiamenti che avvengono nell’ambiente in cui si trovano o nel loro ambiente interno, e rispondono a questi cambiamenti
in modo da avere maggiore possibilità di sopravvivenza. Questa capacità di reagire agli stimoli è dettareattività.
7) EVOLUZIONE
Gli adattamenti non sono processi immediati ma si perfezionano nel corso di molte generazioni favorendo la sopravvivenza
degli individui meglio adattati. Come risultato, nel corso del tempo, le caratteristiche della popolazione cui tali organismi
appartengono appaiono cambiate.
UNA CELLULA E’ COSTITUITA DA UN SISTEMA CHIMICO ALTAMENTE ORGANIZZATO
UNA CELLULA E’ COSTITUITA DA UN SISTEMA CHIMICO ALTAMENTE ORGANIZZATO
MACROMOLECOLE BIOLOGICHE o BIOMOLECOLE
MACROMOLECOLE BIOLOGICHE o BIOMOLECOLE
STRUTTURE COMPLESSE OTTENUTE
DALL’ASSEMBLAGGIO DI UNITÀPIÙ PICCOLE (MONOMERI ) MEDIANTE FORMAZIONE DI
LEGAMI COVALENTI.
REAZIONE DI POLIMERIZZAZIONE
REAZIONE CHE PORTA ALLA FORMAZIONE DEI LEGAMI
COVALENTI FRA I MONOMERI A DARE IL POLIMERO
POLIMERI
PROTEINEPROTEINE
ACIDI NUCLEICIACIDI NUCLEICI
GLICIDIGLICIDI
LIPIDILIPIDI
MACROMOLECOLE BIOLOGICHE o BIOMOLECOLE
MACROMOLECOLE BIOLOGICHE o BIOMOLECOLE
PROTEINEPROTEINE
Val
ina
Ala
nina
Pro
lina
Arg
inin
a
Val
ina
Lisi
na
Val
ina
Trip
tofa
no
Trip
tofa
no20 diversi amminoacidiL-AA
(Selenocisteina)(Pirrolisina)
20 diversi amminoacidiL-AA
(Selenocisteina)(Pirrolisina)
Ciascuna proteina è costituita da un numero variabile di amminoacidi:
OLIGOPEPTIDI : 2-20 AAPEPTIDI : 20-100 AA
POLIPEPTIDI o PROTEINE : 100-diverse migliaia AA
Ciascuna proteina è costituita da un numero variabile di amminoacidi:
OLIGOPEPTIDI : 2-20 AAPEPTIDI : 20-100 AA
POLIPEPTIDI o PROTEINE : 100-diverse migliaia AA
LEGAME PEPTIDICO
GLUTATIONE o GSH(Cys, Gly, Glu)
STRUTTURA PRIMARIA: geneticamente predeterminataSTRUTTURA PRIMARIA: geneticamente predeterminata
E’ un neurotrasmettitore
inibitorio
La tirosina è il precursore delle catecolamine, importanti
neurotrasmettitori e ormoni (Dopamina, noradrenalina, e
adrenalina)
Il triptofano è il precursore della serotonina, un
importante neurotrasmettitore
AA ESSENZIALI : DEVONO NECESSARIAMENTE ESSERE INTRODOTTI CON LA DIETA IN QUANTO NON SONO SINTETIZZATI DALL’ORGANISMO
8 negli adulti: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, valina10 nei bambini: 8 + taurina, cisteina
AA NON ESSENZIALI
AA SEMI-ESSENZIALI: tirosina e cisteina; possono venire sintetizzati dall’organismo a partire da fenilalanina e metionina, quando queste ultime
vengano fornite in concentrazioni appropriate
R
R
LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DI UNA PROTEINA
Es: COLLAGENE (principale proteina del tessuto connettivo negli animali, pelle/ossa, e la proteina più abbondante nei mammiferi)
CHERATINA (capelli e unghie) FIBRINA (coagulazione sangue, seta, ragnatele)
ELASTINA (arterie)TUBULINA (microtubuli, citoscheletro)
Es: COLLAGENE (principale proteina del tessuto connettivo negli animali, pelle/ossa, e la proteina più abbondante nei mammiferi)
CHERATINA (capelli e unghie) FIBRINA (coagulazione sangue, seta, ragnatele)
ELASTINA (arterie)TUBULINA (microtubuli, citoscheletro)
PROTEINE FIBROSE
funzione strutturale (resistenza meccanica,
proprietà elastiche)
LEGAME IDROGENO
QUANDO GLI ATOMI DI IDROGENO SONO RESI
PARZIALMENTE POSITIVI DALLA CONDIVISIONE ASIMMETRICA DEGLI
ELETTRONI CON OSSIGENO, AZOTO O ZOLFO, GLI ATOMI DI IDROGENO POSSONO ESSERE
ATTRATTI DA ATOMI VICINI DI OSSIGENO, AZOTO O ZOLFO
RESI PARZIALMENTE CARICHI NEGATIVI DALLA
CONDIVISIONE ASIMMETRICA DEGLI ELETTRONI IN LEGAMI
COVALENTI DIFFERENTI.
Legame
idrogeno (+)
(+)
H
H(+)
(+)
(–)
(–)
(–) (–)
O
LEGAME (PONTE) IDROGENOLEGAME (PONTE) IDROGENO
LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DI UNA PROTEINA
PROTEINE GLOBULARI :
essenziali allo svolgimento delle funzioni cellulari
Nella maggior parte delle proteine le catene di
aminoacidi (siano esse organizzati ad α Elica che Foglietto β) si ripiegano a
gomitolo conferendo così alla proteina una forma globulare
Es: CATALISI (ENZIMI ) TRASPORTO (METALLI, LIPIDI, MEMBRANA )
DEPOSITO (FERRITINA, ovoalbumina, zeina)IMMUNITARIA ( ANTICORPI )
COMUNICAZIONE (RECETTORI, ORMONI, FATTORI DI CRESCITA )
REGOLAZIONETOSSINE (colerica, botulinica, ricina)
Es: CATALISI (ENZIMI ) TRASPORTO (METALLI, LIPIDI, MEMBRANA )
DEPOSITO (FERRITINA, ovoalbumina, zeina)IMMUNITARIA ( ANTICORPI )
COMUNICAZIONE (RECETTORI, ORMONI, FATTORI DI CRESCITA )
REGOLAZIONETOSSINE (colerica, botulinica, ricina)
Interazioni idrofobiche, legami ionici,
interazioni dipolo-dipolo
RESIDUI RDEGLI AA
(DOMINIO)(DOMINIO)
LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DI UNA PROTEINA
STRUTTURA QUATERNARIApiù sub-unità distinte e legate tra loro
(OLIGOMERICHE )
STRUTTURA QUATERNARIApiù sub-unità distinte e legate tra loro
(OLIGOMERICHE )
EMOGLOBINA (Hb) IMMUNOGLOBULINE (Ig)
PROTEINE SEMPLICIPROTEINE CONIUGATE (GRUPPO PROSTETICO)
CARBOIDRATI → GLICOPROTEINE e GLICOSAMMINOGLICANI LIPIDI → LIPOPROTEINE (LDL, VLDL, HDL)
EME → EMINICHE (Hb, Mb, citocromi)METALLO →METALLOPROTEINE
DENATURAZIONE (riscaldamento, variazione di pH,....)
LEGAME TRA ATTIVIT À BIOLOGICA E STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DI UNA
PROTEINA.
LEGAME TRA ATTIVIT À BIOLOGICA E STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DI UNA
PROTEINA.
PERDITA DELLE STRUTTURE TRIDIMENSIONALI DELLA
PROTEINA
PERDITA DELLE STRUTTURE TRIDIMENSIONALI DELLA
PROTEINA
PERDITA DELLA FUNZIONE BIOLOGICA
PERDITA DELLA FUNZIONE BIOLOGICA
ROTTURA DEI LEGAMI DEBOLI
ENZIMI = CATALIZZATORI BIOLOGICIENZIMI = CATALIZZATORI BIOLOGICI
SITO ATTIVO(SITO CATALITICO)
Substrato 1 Substrato 2
Sito attivo (sito catalitico)
ENZIMA COMPLESSO ENZIMA - SUBSTRATO
COMPLESSO ENZIMA - SUBSTRATO
[ES]
ENZIMA
Prodotto
MECCANISMO “CHAVE-SERRATURA”ELEVATA SPECIFICITA’ DI SUBSTRATO
MECCANISMO “CHAVE-SERRATURA”ELEVATA SPECIFICITA’ DI SUBSTRATO
ELEVATA SPECIFICITA’ DI REAZIONE
-ASI
OSSIDORIDUTTASI : reazioni di ossidoriduzione
TRASFERASI: reazioni di trasferimento
IDROLASI : reazioni di idrolisiLIASI : reazioni di scissione di legami
ISOMERASI : reazioni di isomerizzazione
LIGASI : reazioni di ligazionePOLIMERASI : reazioni di
polimerizzazione
COFATTORIpiccola molecola di natura non proteica
che si associa all’enzima e ne rende possibile l’attività catalitica
Ioni metallici
APOENZIMA + COFATTORE = OLOENZIMA
COFATTORI
RIBOZIMARNA con funzione catalitica
RIBOZIMARNA con funzione catalitica
Coenzimi(piccole molecole organiche,
es: vitamine)
REGOLAZIONE ALLOSTERICA (allosteria o allosterismo)
REGOLAZIONE ALLOSTERICA (allosteria o allosterismo)
E’ la regolazione di un enzima (o di una proteina) mediata da una molecola detta effettore, che svolge tale funzione legandosi presso il sito allosterico.
Un enzima dotato di siti allosterici è detto enzima allosterico
effettore
sito allosterico
sito attivo
substrato
ENZIMA ENZIMA ENZIMA
Insieme di reazioni chimiche coinvolte in uno o più processi di anbolismo o catabolismo all'interno di una cellula.
I singoli passi della via metabolica sono reazioni catalizzate nella maggior parte dei casi da enzimi specifici che trasformano il substrato su cui
agiscono, in un prodotto, utilizzato a sua volta come substrato dall'enzima del passo successivo.
SITO ALLOSTERICO
FEEDBACK (RETROAZIONE) POSITIVO
FEEDBACK (RETROAZIONE) NEGATIVO
REGOLAZIONE DELL ’ATTIVITA ’ DI UNA PROTEINA PER MODIFICAZIONE
COVALENTE
FOSFORILAZIONE AD OPERA DI PROTEINE CHINASI
TREONINA, TIROSINA, SERINA
DEFOSFORILAZIONE AD OPERA DI PROTEINE FOSFATASI
ACIDI NUCLEICI
ACIDI NUCLEICI
Nuc
leot
ide
Nuc
leot
ide
Nuc
leot
ide
Nuc
leot
ide
Nuc
leot
ide
Nuc
leot
ide
Nuc
leot
ide
Nuc
leot
ide
Nuc
leot
ide
LEGAME FOSFODIESTERICODNAACIDO DESOSSIRIBONUCLEICO
RNAACIDORIBONUCLEICO
NUCLEOTIDE
NUCLEOSIDEZUCCHERO + BASE AZOTATA
ZUCCHERO a 5 atomi di C
DESOSSIRIBOSIO RIBOSIO
BASI AZOTATE
PARTE VARIABILE DEL NCULEOTIDE
LEGAME FOSFODIESTERICOLEGAME FOSFODIESTERICO LEGAME COVALENTE TRA IL GRUPPO OSSIDRILE (-OH) LEGATO AL C3’ DI UN
NUCLEOTIDE ED IL GRUPPO FOSFATO (-P) LEGATO AL C5’ DI UN NUCLEOTIDE
ADIACENTE
LEGAME COVALENTE TRA IL GRUPPO OSSIDRILE (-OH) LEGATO AL C3’ DI UN
NUCLEOTIDE ED IL GRUPPO FOSFATO (-P) LEGATO AL C5’ DI UN NUCLEOTIDE
ADIACENTEIL PRIMO NUCLEOTIDE DI UNA CATENA AVRA’
SEMPRE LIBERA L’ESTREMITA’5’P MENTRE L’ULTINO NUCLEOTIDE AGGIUNTO AVRA’
LIBERA L’ESTREMITA’ 3’OH . DIREZIONALITA’5’P→ 3’OH
IN UNA CATENA POLINUCLEOTIDICA SI IDENTIFICA UNO SCHELETRO COSTITUITO DA UNA REGOLARE ALTERNANZA DI
MOLECOLE DI ZUCCHERO E DI ACIDO FOSFORICO
(PARTE INVARIANTE )
DA QUESTO SCHELETRO SPORGONO LE BASI
AZOTATE (PARTE VARIABILE )
5’
3’
3’ 2’
4’ 1’
5’
Gruppofosfato
Zucchero
Base azotata
Gruppofosfato
Zucchero
Base azotata
STRUTTURA IL DNA È COSTITUITO DA DUE CATENE (ELICHE)
POLINUCLEOTIDICHE TRA LORO COMPLEMENTARI ed ANTIPARALLELE AVVOLTE NELLO SPAZIO, INTORNO AD UN
ASSE VIRTUALE, IN SENSO DESTRORSO
A = T → A/T = 1 G = C → G/C = 1A + G = C + T
es: A = 20% T = ? G = ? C = ?T = 20% A + T = 40%
G + C = 100% - 40% = 60%G = 30% C = 30%
FUNZIONE
1) MOLECOLA DELL’EREDITARIETA’(REPLICAZIONE o SINTESI DEL DNA)
2) CONTIENE L’INFORMAZIONE GENETICA NECESSARIA PER COSTRUIRE LE
PROTEINE DELLA CELLULA (SEQUENZA DELLE BASI AZOTATE; TRASCRIZIONE IN
UN mRNA e TRADUZIONE IN UNA PROTEINA)
IMPORTANZA DELLE INTERAZIONI DEBOLI
CONFERIRE FUNZIONE BIOLOGICA
CONFERIRE POSSIBILITA’ DI INTERAZIONI MOLECOLARI FORTI MA REVERSIBILI
PUO’ FORMARE UNA STRUTTURA DI ORDINE SUPERIORE FORMANDO DEI TRATTI A
DOPPIO FILAMENTO GRAZIE ALLA FORMAZIONE DI LEGAMI IDROGENO
INTRAELICA FRA BASI COMPLEMENTARI (AU E GC).
SINGOLA ELICA STRUTTURA
RNA RIBOSOMALE (rRNA) : costituente dei ribosomi
RNA MESSAGGERO (mRNA): porta l’informazione che deve essere tradotta in proteina
RNA DI TRASFERIMENTO (tRNA) : trasporto degli amminoacidi durante la sintesi proteica
TIPI DI RNA
Piccoli RNA citoplasmatici (scRNA): componenti di ribonucleoproteine (SRP)
Piccoli RNA nucleari (snRNA): coinvolti nel meccanismo di “splicing” (maturazione dell’RNA eterogeneo nucleare)
Piccoli RNA nucleolari (snoRNA):coinvolti nella maturazione dell’rRNA
microRNA (miRNA) : catene molto corte di RNA (21-22 nt) coinvolte nella regolazione dell’espressione genica
1) ESPRESSIONE GENICA (TRASCRIVE LE INFORMAZIONI DAL DNA E
TRADUCE LE INFORMAZIONI DEL DNA IN PROTEINE)
2) REGOLAZIONE DELL ’INFORMAZIONE GENICA
FUNZIONE DELL ’RNA
GLICIDI, ZUCCHERI, CARBOIDRATIGLICIDI, ZUCCHERI, CARBOIDRATI
Mon
osac
acrie
Mon
osac
acrid
e Mon
osac
acrid
e Mon
osac
acrid
e Mon
osac
acrid
eMon
osac
acrid
e Mon
osac
acrid
eMon
osac
acrid
e Mon
osac
acrid
e
LEGAME GLICOSIDICO
IDRATI DI CARBONIO: H e O STANNO TRA LORO NELLO STESSO RAPPORTOCON CUI STANNO NELL’H2O Cn(H2O)n es: C6H12O6 = C6(H2O)6
MONOSACCARIDI o ZUCCHERI SEMPLICIGLUCOSIO, GALATTOSIO, MANNOSIO, FRUTTOSIO, RIBOSIO, RIBULOSIO,
DESOSSIRIBOSIO, GLICERALDEIDE, DIIDROSSIACETONE
DISACCARIDIMALTOSIO (glucosio + glucosio); SACCAROSIO (glucosio + fruttosio)
LATTOSIO (glucosio + galattosio)OLIGOSACCARIDI
(da 3 a 10 monosaccaridi) POLISACCARIDI(tantissime unità di glucosio)
AMIDO - CELLULOSA - GLICOGENOCHITINA, GALATTOSAMMINA
LIPIDILIPIDIINSOLUBILITÀ IN ACQUA E AFFINITÀ PER I SOLVENTI APOLARI E
PER GLI ALTRI LIPIDI
SEMPLICITRIGLICERIDI (OLI e GRASSI)
CEREFUNZIONE RISERVA
ENERGETICA(Tessuto adiposo, semi)
FUNZIONE ISOLANTE
Aci
do g
rass
o
Aci
do g
rass
o
Aci
do g
rass
o
Glicerolo
FOSFOLIPIDI e SFINGOLIPIDIMEMBRANA PLASMATICA DELLE
CELLULE
Gru
ppo
fosf
oric
o Fortemente polare Affinità per l’H 2O
Aci
do g
rass
o
Aci
do g
rass
o
Glicerolo
Fortemente apolare Affinità per i lipidi
Molecola polare
STEROIDI
Fotopigmenti (piante o altri organismi fotosintetici, come le alghe)
Funzione: antiossidanti
Fotopigmenti (piante o altri organismi fotosintetici, come le alghe)
Funzione: antiossidanti
CAROTENOIDI
IODIO0.0004% del peso di un essere
umano.
Una carenza di iodio nella dieta umana influisce seriamente sulla
funzione della ghiandola tiroide, la quale produce ormoni che regolano
il metabolismo e la crescita.
BIOELEMENTI
Ferro
OLIGOELEMENTI o MICROELEMENTI
presenti in tracceB, Cr, Cu, F, Mn, I
ACQUA ESSENZIALE PER LA VITA(E’ IL COMPONENTE PIU’ ABBONDANTE
NELLE CELLULE)AMBIENTE EXTRACELLULARE
POLARITA’ : ottimo solvente per soluti ionici e polariCOESIONE e ADESIONE
Elevata tensione superficialeElevato punto di ebollizione
capillarità
ALTO CALORE SPECIFICO : quantità di calore che 1 gr di sostanza deve assorbire per aumentare la sua T di 1°C → mantenimento T costante negli organismi
ALTO CALORE DI EVAPORAZIONE : quantità di energia necessaria per convertire 1gr di liquido in vapore: durante l’evaporazione l’H2O porta con se una
grande quantità di calore → raffreddamento per evaporazione
PROPRIETA’ DELL’ACQUA
TENDENZA A DISSOCIARSI : per dare ioni idrogeno (protoni, H+)e ioni idrossido (OH-)