Biologia animale

Biologia animale 09/03/22

Biologia: è la scienza che studia la vita e gli organismi viventi.

• Apoptosi: morte degli organismi viventi per mancanza di cellule.
• Omeostasi: attitudine propria degli organismi viventi, a conservare le proprie caratteristiche al variare delle condizioni esterne dell’ambiente.

Condizione di benessere data da sistemi di regolazione, un scostamento da questa può causare patologie.

• Omeoresi: capacità di mantenimento di dinamismo e di un flusso biologico.
• Specie culturale

L’uomo è una specie culturale:

• Specie biologica

Gli obiettivi:

• Non essere mangiati da animali più grandi,
• Riproduzione (evoluzione = processo egoistico)

Cioè lasciare il nostro gene nel futuro (generazioni future).

• Altruismo cooperativo: aiutare/essere aiutato da un compagno.
• Selezione di parentela: scegliere un parente. Esempio: la mucca “blu Belga”/ “Belgian Blue”.

Genetica: geni Miogenina e Miostatina.

Blocca lo sviluppo delle masse muscolari.

Regola e sviluppa le masse muscolari. Se viene tolta, la Miogenina continua a produrre.

Presenza di doping genetico (usato in ambito sportivo).

I primi due genetisti evoluzionisti moderni sono Mendel (considerato il primo e svolgeva lo studio sulle piante); Watson e Crick (scoprono la sequenza di DNA).

Hitler e Mussolini facevano selezione naturale, collegato al concetto di Darwin.

Non esistono razze, infatti tra i genomi umani c’è poca differenza; ci sono le etnie diverse.

→ Natura e Cultura: predisposizione di geni, cambia in base alla cultura.

→ Biologia e Ambiente: predisposizione favorevole.

Tre aspetti fondamentali caratteristici degli organismi animali:

1. Evoluzione (salire di rango sociale),
2. Trasmissione dell’informazione (comunicazione),
3. Trasferimento dell’energia.

Recettori: catturano il farmaco e fanno in modo di metterlo in atto.

Proteina inserita sulla membrana cellulare che riceve segnale, è geometricamente adatta a riceverlo.

Ogni organismo vivente è adatto e si è adattato ad un ambiente specifico.

Vita: vera e propria definizione.

Proprietà fondamentali di cui ogni organismo ha un ordine e un’organizzazione:

1. Ordine/organizzazione/gerarchia, se l’ordine viene invertito
2. Crescita → sviluppo → apoptosi (morte), provoca la morte.
3. Riproduzione (asessuata/sessuata),
4. Consumo di energia (omeostasi metabolica),
5. Risposte dall’ambiente,
6. Adattamento evolutivo.

Gerarchia dell’organizzazione biologica:

1. Atomi e molecole,
2. Organuli,
3. Cellula (unità elementare della vita),
4. Tessuto,
5. Organo (apparato),
6. Organismo (individuo),
7. Popolazione (individui della stessa specie),
8. Comunità (interazioni tra popolazioni di specie diverse).

Il mitocondrio è l’unico elemento subcellulare vivente.

La materia: elementi e composti 16/03/22

Per i Greci le basi erano formate da: aria, acqua, fuoco e terra; mentre oggi 25 dei 92 elementi naturali (96% materia vivente cioè C, H, O, N; 4% P, S, Ca, K) sono essenziali per la vita.

Altre composti fondamentali: I (la sua carenza provoca il Gozzo Tiroideo)

Legame chimico: forza che lega due atomi in una molecola.

• Legami a idrogeno: è meno forte; avviene tra un atomo di H (carica positiva debole) e un atomo di O (carica negativa debole) o N.
• Legame covalente: è più forte; gli elettroni sono attratti dai protoni di entrambi gli atomi.

Esempio: Ponti di solfuro (legati da atomi di S).

Può essere polare (asimmetrico e avviene una divisione di carica), o apolare (simmetrico e uguale).

• Legame ionico: è debole; i legami interagiscono 2 atomi con forte elettronegatività (elementi di DX della tavola periodica contro elementi a SX della tavola); inoltre è presente attrazione elettrostatica tra atomi.
• Forze di van der Waals: è debole e avviene tra molecole elettricamente neutre; si formano delle forze di interazione tra zone con carica positiva o negativa.

pH: è una forza acida o basica.

Può essere intracellulare (neutro: 7.2/7.4) o extracellulare (variabile).

Macromolecole

Macromolecole: molecola complessa che supera i 5000 Dalton (unità di misura), a base di atomi di carbonio.

Sono polimeri (= molecole complesse) costituite da singole sub-unità legate tra loro (= monomeri) principalmente da legami covalenti.

Sintesi per condensazione (- 1 molecola di H O, unione di un H ad un gruppo ossidrile) = polimerizzazione unione di monomeri per formare un polimero.

Al contrario depolimerizzazione cioè l’idrolisi (si formano dei monomeri da un polimero).

Quattro classi fondamentali di macromolecole:

Proteine

• Proteine:
• Formate da C, H, O, N, S;
• Sono polimeri di amminoacidi (si legano tra loro tramite un legame peptidico cioè di condensazione);

Hanno un carbonio centrale, 3 gruppi costanti e un gruppo R (importante perché è colui che gestisce e regola l’organizzazione).

In natura sono 20, di cui 9 (10 nei bambini) essenziali e vengono assunti con la dieta, e sono: Isolencina (nell’uovo), Lencina, Lisina (soia, uovo), Metionina (carne, uova), Fenilalanina (precursore di ormoni), Treonina, Triptofano, Valina e Istidina.

• Per formare una catena polipeptidica si uniscono un gruppo amminico e uno carbossilico;
• Hanno funzione enzimatica, di riserva, regolazione di enzimi ed ormoni, di difesa (anticorpi), strutturale, di trasporto (sostanze nel sangue), di movimento, recettiva (segnali tra cellule);
• Possono essere formate da una struttura primaria (è definita da un gene = sequenza nucleotidica), secondaria (a forma di elica/foglietto/fisarmonica), terziaria (formata da legami a idrogeno e ionici; interazione idrofobica e ponti di solfuro) e quaternaria (proteine fibrose e globulari; esempio insulina);

Chaperoni molecolari:

• Corretto mantenimento della conformazione,
• Regolano l’assemblaggio,
• Stabilizzano le proteine,
• Denaturazione.

Alfa-elica = Beta-foglietto:

Possono esserci zone (domini) nella stessa proteina formate da entrambe cioè la stessa proteina svolge funzioni diverse.

Prioni: proteine mal ripiegate → encefalopatia spongiforme bovine (morbo della mucca pazza).

• Possono subire fasi di denaturazione proteica dove vengono rotti i legami a idrogeno (esempio: uovo cotto che da fluido diventa solido); reinaturazione e fasi di transizione.

Acidi nucleici

• Acidi nucleici (DNA e RNA):
• Sono polimeri di monomeri chiamati nucleotidi (si uniscono per formare catene più o meno lunghe); formati da 5 atomi di carbonio
• Esistono due tipi di RNA (mi RNA e si RNA); (zucchero pentoso + gruppi fosfato), basi azotate (Adenina, Citosina, Guanina e Tiamina).

Blocca il DNA. Attacca i geni e blocca la loro espressione.

• La molecola di DNA è formata da due filamenti diversi → legame fosforodiesterico;
• Le basi azotate sono la parte centrale ed è dinamica cioè si può aprire, leggere e copiare;
• L’uomo ha 46 cromosomi = 46 molecole di DNA.

Carboidrati

• Carboidrati:
• Sono composti ternari formati da C, H, O;
• Possono essere zuccheri semplici e zuccheri complessi;

Sono polisaccaridi (amido, glicogeno e cellulosa).

Si dividono in monosaccaridi (glucosio, fruttosio e galattosio) con formula C H O e disaccaridi 6 12 6 (saccarosio, maltosio e lattosio).

Ha funzione di riserva. Ha funzione strutturale.

• Sono legati con legami glicosidici (da mono a polisaccaridi) e viene tolta una molecola d’acqua;
• Avvengono due processi metabolici: glicogenolisi (da glicogeno a glucosio) e glicogenosintesi (da glucosio a glicogeno);
• Ammino - zuccheri sono sostituzioni da -OH a NH , possono essere glicolipidi o glicoproteine;

Si dividono in monoinsaturi e polinsaturi.

(Esempio: oli vegetali o grassi buoni dei pesce come Omega-3 e Omega-6).

Lipidi

• Lipidi:
• Sono formati da acidi grassi;
• Sono i principali costituenti della membrana cellulare;
• Trigliceridi: 3 legami nella catena
• Possono essere saturi e insaturi;

Carboniosa, sono quelli presenti in quantità maggiore nel corpo (l’eccesso provoca Aterosclerosi);

Non hanno doppi legami e sono formati da una catena carboniosa con legame -OH.

• Digliceridi: formati da un doppio legame nella catena carboniosa;

(Esempio: Acido Palmitico)

• Monogliceridi: formati da un solo legame nella catena carboniosa.
• Grassi idrogenati: grassi vegetali resi saturi;
• Gli elementi lipidici sono:
• Grassi (riserve energetiche),
• Fosfolipidi (membrane biologiche), esso ha la capacità di essere polare e apolare in base alla posizione,
• Steroidi (derivati dal colesterolo) sono importanti perché

Può essere esogeno ed endogeno. Regolano gli ormoni sessuali,

È precursore di ormoni sessuali:

• Carotenoidi,

Andogeni, Estradiolo,

• Cere,

Testosterone ed Estrogeni

• Prostaglandine (mediatori cellulari, infatti si occupano di comunicazione tra cellule).
• Presenza di due tipologie di adipociti: bianchi (energia sotto forma di ATP) e bruni (energia termica, abbondanti nel neonato), essi portano le donne ad ingrassare lateralmente, mentre gli uomini sulla pancia.

Vitamine

• Vitamine:
• Possono essere idrosolubili o liposolubili.

Sistema biologico = parte della cellula (che è l’elemento fondamentale per la vita).

Entità biologica = …

------------------------------------------------------------------------

La cellula

È l’unità fondamentale degli organismi animali (unicellulari = cellule semplici e pluricellulari = cellule complesse) funzionale e strutturale.

Esistono due tipologie di cellula: procariotica (senza nucleo e senza organuli, è tipica dei batteri) ed eucariotica (con nucleo, tipica di protozoi, funghi, animali e piante).

Esistono specie che non si possono riprodurre a causa di fenotipi diversi mentre altre anche se hanno caratteristiche diverse possono.

Tassonomia: è l’insieme con cui si crea un ordine;

Monere, protisti (organismi eucarioti unicellulari come le amebe), piante (eucarioti pluricellulari), funghi (eucarioti pluricellulari), animali (pluricellulari che ingeriscono altri organismi).

- Come fa a nascere la vita sul pianeta? [domanda esame]

All’inizio si pensava fosse grazie alla generazione spontanea, dopo si capisce e si studia (Pasteur e Redi) che la vita si genera da altra vita (cellule da cellule).

L’evoluzione 23/03/22

L’evoluzione: processo adattativo, chi lo gestisce meglio riesce ad evolvere.

2 figure fondamentali Darwin presenta una teoria evoluzionistica, basata sulla selezione naturale.

È il padre dell’evoluzione.

Lamark, presenta una vera e propria teoria ”Legge uso e disuso” e “ereditarietà delle caratteristiche acquisite” (ai discendenti).

Nascita di 2 concetti:

• Darwinismo sociale: presenza di persone migliori di altre (convinzione di Hitler e Mussolini);
• Neo-darwinismo.

Selezione naturale = adattamento.

Evoluzione è egoista, lo scopo è tramandare il maggior numero di nostri geni.

1. Individual selection (data dall’ambiente) e si divide in natural selection e sexual selection.
2. Group selection: kin selecion (selezione di parentela = scala di importanza).
3. Reciprocal altruism: cooperatività

- Come si è originata la vita?

Si è creata 3 miliardi e mezzo di anni fa, non in modo spontaneo.

- Come si sono generate le cellule?

Per avere delle cellule devo avere delle cellule precedenti (esperimento di Pasteur); esso pone in un’ampolla con collo di cigno del brodo di carne facendolo bollire, nota che si ha la produzione di nuove cellule solo se l’ampolla è aperta.

A metà ‘900 viene svolto un esperimento da Miller e Urey (scienziati, vengono inseriti in una palla di vetro gli elementi (CH , CO , NH , H , N e H O) e sottoposti a scariche elettriche 4 2 3 2 2 2 (riproduzione di temporale) presenza di un’atmosfera primordiale con assenza di O.

Elementi fondamentali per la vita C, H, O, N.

Il risultato finale è la produzione di composti organici (= brodo primordiale).

Reazioni di polimerizzazione su rocce calde, lava, pirite e argille (= disidratazione).

Formazione di protobionti (gocce lipidiche = precursori delle cellule)

Microsfere (rivestimento

Per essere una cellula serve l’acido esterno e metabolismo interno nucleico presente nel nucleo. se vengono inglobati enzimi).

- È nato prima l’uovo o la gallina? [domanda esame]

Si è formato un ibrido = ribo / zima (nel ribosoma)

Svolge attività enzimatica,

Formato da RNA (prima è presente ancora oggi nato questo poi il DNA). nell’organismo.

RNA catalitico = acido nucleico che può catalizzare reazioni chimiche.

Da RNA a DNA: formazione di procarioti (cellula semplice di alghe marine), prima di è sviluppata l'eucariotica unicellulare.

- Com’è l’evoluzione da procariotica ad eucariotica? [domanda esame]

2 teorie:

• Modello autogeno: la cellula fa tutto per conto suo; la membrana si introflette all’interno e si formano delle membrane interne (esempio membrana cellulare), si passa dalla procariotica all'eucariotica.
• Modello endosimbiontico: diversi organismi si mangiano tra di loro; si sviluppa la fagocitosi (il più grande ingloba il più piccolo), origine dei mitocondri (hanno un proprio DNA e dei ribosomi) e dei cloroplasti (batteri all’interno di altre cellule), dopodiché nascono i protozoi.

Spiega lo sviluppo degli organelli di una cellula.

[domanda esame]

Le spugne sono i primi organismi pluricellulari, sterani simili al colesterolo.

Origine degli invertebrati (senza uno scheletro centrale) come molluschi, crostacei, ragni; mentre le seppie sono a metà tra vertebrati (osso di calcio all’interno) e invertebrati (non hanno altre ossa).

Sono quelli che hanno uno scheletro vertebrale centrale; ne esistono di 5 categorie: pesci, anfibi, rettili, uccelli, mammiferi.

Viene sviluppata e modificata la muscolatura.

Rettili → mammiferi → primati

Origine dei mammiferi comprende lemuri, scimmie e uomo.

Le ossa degli arti separate e articolate (mani e piedi); il nostro gruppo sistematico si è sviluppato in Africa.

Si separano due linee evolutive:

• Proscimmie (vivono e spostano la loro vita sugli alberi);
• Scimmie antropomorfe (simili all’uomo) che si dividono in scimmie del nuovo mondo (asiatiche) e scimmie del vecchio mondo (indiane e africane) da cui discendiamo noi.

Caratteristiche dei primati:

• Usiamo le mani, pollice opponibile;
• Posizione degli occhi;
• Coordinamento occhi-mani;
• Cure parentali.

Evoluzione degli ominidi (percorso di ominazione), avviene in base a reperti fossili (denti e frammenti ossei).

Macroevoluzione: cambiamenti che richiedono tempo per manifestarsi.

Evoluzione dei primati 25/03/22

Microevoluzione: cambiamenti che avvengono tra generazioni.

L’uomo ha memoria culturale:

• Cobra reale = paura (0 morti in tutta Italia)
• Auto = piacere (3000 morti).

Dal punto di vista biologico si ha un processo di ominazione; i primati hanno il pollice opponibile, prima è avvenuto lo sviluppo della mano poi del cervello/masse cerebrali.

Non è possibile trapiantare organi anche tra due persone nate dagli stessi genitori.

Il sistema immunitario non tollera qualcosa dall’esterno, gli scimpanzé (il suo massimo sviluppo corrisponde a un bambino di 5 anni) non ci possono donare organi.

Del genere Aegyptopitecous si dividono in genere uomo e genere scimpanzé (Gorilla specie in via d’estinzione perché compiono infanticidio).

Storia naturale (gli antropologi): è avvenuta un’estinzione del genere homo.

La scala evolutiva dell’uomo non è corretta, infatti nella realtà ha una struttura a mosaico (coesistenza di gruppi).

• Australopiteco (Lucy – 1974) il nome è stato preso dalla canzone dei Beatles.

È importante perché ha 40/50% dell’uomo; molto vicino agli scimpanzé (collo poco sviluppato).

- Orme fossili (trovate nello stesso luogo di Lucy): impronte di adulto vicino al piccolo.

• Homo Erectus (postura bipede), è il primo ominide con caratteristiche umane anche se la struttura frontale del cervello è ancora poco sviluppata.

Inizia a migliorare e ad avere processi di speciazione locale.

Noi discendiamo dall’Erectus africano.

• Homo di Neanderthal, ritrovato in Europa e altri fossili in Medio Oriente.

Presenza del suo DNA nel nostro genoma. A contatto con gli

• Homo Sapiens, migra in Africa perché troppa gente vicina da fastidio spostamenti.

E quindi colonizza il resto del pianeta.

Ad oggi sono presenti popolazioni Sapiens che vivono come vivevano al tempo (esempio: Boscimani di Namibia).

Uomini che vivono in condizioni arcaiche, cacciano e raccolgono erba, carnagione scura e occhi a mandorla.

La storia naturale dell’uomo è andata incontro a molteplici scambi di generazioni; la linguistica rispecchia i flussi migratori del popolo.

Evoluzione biologica, aumenta perché il DNA non è statico/fisso ma cambia; avviene un cambiamento delle caratteristiche acquisite e la selezione naturale.

Mutazioni genetiche (vantaggi evolutivi) → uomo/scimpanzé poca differenza genetica ma tanta differenza culturale → Evoluzione culturale machiavellica.

Nella specie femminile umana è l’unica che ha un bacino e degli organi interni adatti ad ospitare un bambino (per uscire compie un mezzo giro, negli scimpanzé un giro completo).

L’uomo è l’unico che ha un linguaggio elaborato, negli animali marini esso è sviluppato su ultrasuoni.

Evoluzione:

1. Postura eretta
2. Modifiche anatomiche Evoluzione biologica
3. Sviluppo dell’encefalo = istinto (Darwin)
4. Cure parentali
5. Apprendimento
6. 6