Biologia - Lezione 1

BIOLOGIA Lez. 1

BIOLOGIA insieme delle scienze riguardanti gli organismi viventi .

"

Studia la struttura e le funzioni della MACROMOLECOLE " Costituenti delle cellule.

STUDIA " Cellula eucariotica

" Ciclo cellulare

" Meccanismi di comunicazione in un organismo pluricellulare

ENORME VARIETÀ di forme (specie) ma COSTANZA di struttura interna (cellula).

Cellula: UNITA’ FONDAMENTALE di tutti gli organismi viventi.

Non esiste alcuna forma di vita se non a livello cellulare

EPPURE

NON

I virus “organismi a sé” da sempre viventi MA ultimamente definiti “non proprio viventi” (quelli

con LUNGHI genomi).

Monogeniche

MALATTIE " = Anemia falciforme

Multigeniche

" (biologia + ambiente) = fenotipi complessi = Cancro

CARATTERISTICHE ORGANISMI VIVENTI ]

Auto

Utilizzo dell’energia proveniente dall’ambiente " trofi (DA molecole Inorganiche A Organiche)

 Energia luminosa ]

Etero macromolecole

" trofi (Ci nutriamo di )

Energia chimica

Scambio di materia con l’ambiente

 Costruzione delle proprie strutture

 (Duplicazione del DNA Divisione cellulare)

Ereditarietà & – si basa sulla molecola del DNA

 Nella fecondazione si hanno due cellule: una cellula uovo e uno spermatozoo, che si uniscono e

vanno a formare una prima cellula con corredo cromosomico caratteristico di 46 cromosomi (per

l’uomo), con i cromosomi presenti in duplice copia.

La prima cellula che si forma dalla fecondazione si chiama zigote. Da questa partono le prime

divisioni cellulari per mitosi, e grazie al processo di duplicazione del DNA e divisione cellulare, si

viene a formare un organismo pluricellulare con il medesimo genoma in ogni cellula (salvo

mutazioni) " Così si tramanda il patrimonio genetico alle generazioni successive.

TUTTE LE CELLULE SONO COSTITUITE FONDAMENTALMENTE DA 4 CLASSI DI MACROMOLECOLE.

MACROMOLECOLE

Derivano dalla condensazione delle BIOMOLECOLE di base

' 9 Aminoacidi " Proteine

Formazione di un legame

covalente con formazione di 1 9 Nucleotidi " Acidi nucleici

molecola di acqua. 9 Acidi grassi & glicerolo " Lipidi

9 MONOsaccaridi " POLIsaccaridi

Partendo da costituenti inorganici quali acqua (H2O), anidride carbonica (CO2), ammoniaca (NH3) e

metano (CH4) e in presenza di condizioni ambientali favorevoli (atmosfera riducente, priva di ossigeno),

si formarono le prime biomolecole organiche, che sono: aminoacidi, nucleotidi, acidi grassi, glicerolo e

monosaccaridi. Legami covalenti Legami NON

SUBUNITA’ MACROMOLECOLE COMPLESSI

$

covalenti

Più facili da rompere.

MACROMOLECOLARI

Ad esempio, per aprire l’elica del

DNA

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BIOLOGIA Lez. 1

Strutture primarie = successione di monomeri. SPONTANEAMENTE

Strutture più complesse = ripiegamento nello spazio " Avviene in ambiente

acquoso.

LEGAME COVALENTE - Permette di passare dalle biomolecole alle macromolecole.

1. GLICOSIDICO: legame covalente che unisce il gruppo emiacetalico di uno zucchero (OH

anomerico) con il Carbonio di

un’altra molecola a cui è legato l’OH con la formazione di H O

2

2. PEPTIDICO: legame tra il gruppo carbossilico (-COOH) di un aminoacido e il gruppo aminico (-

NH ) di un altro

2

3. FOSFODIESTERICO: un atomo di fosforo (P) è legato a due molecole tramite legami esterei (R-

CO – O – R’)

Esempio 1

In due monosaccaridi i gruppi OH reagiscono, eliminando una molecola d’acqua, e formeranno un

legame covalente fra di loro. (CONDENSAZIONE).

Inversamente si ha L’IDROLISI, cioè la rottura del legame covalente con consumo di una molecola

d’acqua, e quindi la formazione dei due gruppi OH nei due monosaccaridi.

Esempio 2

Durante la sintesi proteica, dove a fine processo si avrà la formazione di proteine, in uno dei due

amminoacidi reagirà il gruppo carbossilico e nell’altro il gruppo amminico, portando

all’eliminazione di una molecola d’acqua e formando così il legame peptidico che unirà gli

amminoacidi in questione.

Esempio 3

Il legame fosfodiesterico è si instaura fra due nucleotidi consecutivi, avviene sempre tra

l’estremità 3’ (OH) e l’estremità 5’ (PO ) dei due nucleotidi che si seguono. Durante questa

43-

procedura si ha l’eliminazione di 1 molecola di H2O.

LEGAMI DEBOLI

 Legami idrogeno

 Interazioni idrofobiche

 Attrazioni di Van der Waals

 Legami ionici " MOLTO FORTI (differenza di elettronegatività >1,9) ma MOLTO DEBOLI in ambiente

acquoso

OFF TOPIC: [Nelle nostre cellule il legame più forte è il legame covalente nel quale sia una

condivisione di elettroni e non un passaggio come avviene nel legame ionico. Affinché si possano

formare e rompere legami covalenti (quindi si parla di condensazione e idrolisi), sono sempre catalizzati

da enzimi. Nei legami deboli invece il processo è spo