Appunti Biochimica - Parte 1

Struttura della Cellula

• Procarioti:
• Ridotte dimensioni
• Presentano una parete cellulare
• Privi di nucleo
• Reazioni della respirazione si localizzano nelle membrane
• No vero possiedono organuli
• Eucarioti:
• Maggiori dimensioni
• Presentano membrana plasmatica e numerose membrane interne
• Nucleo rivestito da una membrana
• Mitocondrio principale sito di produzione di energia

Membrana Cellulare

Detta plasmalemma

• Fosfolipide

Fosfolipide glicerolo di base

1. Posiz. 1,2, esterificazione con 2 acidi grassi
2. Posiz. 3 legato un fosfato

In questi due si possono legare altre queste aggiunte determinando i differenze che ci sono tra i fosfolipidi e i nomi di essi.

Es. colina ecc.

parte idrofoba

membrana a doppio strato

Parte idrofoba dentro, doppio strato

Le cellule all'esterno sono per il 60% costituite da H₂O.

Doppio strato garantisce impermeabilità anche verso l'esterno.

Si usa questa proprietà per generare LIPOSOMI:

strutture cave fatte di fosfolipidi,

vengono usate come DELIVERY di farmaci.

[ Se la permeabilità tra la cellula e l'esterno è molto bassa a causa della

membrana plasmatica, come comunicano le cellule con l'esterno?

Le cellule per vivere necessitano di avere contatti costanti con l'esterno.

SERVONO PROTEINE presenti nella membrana

- Attraversano completamente la membrana (TRANSMEMBRANA)

- Sono in contatto sia con l'interno che con l'esterno della

cellula

ES.

1) Glucosio

Fonte di energia della cellula e dell'organismo, ma è zucchero REATTIVO per il

nostro organismo che non ne legge livelli alti nel sangue

La sua velocità di ingresso nelle cellule di per sé è bassissima ed insufficiente

alla vita.

INSULINA: Fa entrare il Glucosio nella cellula.

(CARENZA DI INSULINA STATO PATOLOGICO = DIABETE)

Acidi Grassi:

→ Saturi ed insaturi

Nelle membrane se fossero tutti saturi la struttura sarebbe troppo rigida

e la membrana non sarebbe modellabile

vanno aggiunti alcune instaturazioni:

→ MEMBRANA PIÙ DINAMICA e FLESSIBILE

• LISOSOMI
• PEROSSISOMI

CITOSCHELETRO

Cellule ➔ strutture tridimensionali

Citroscheletro: struttura di sostegno della cellula

• Microtubuli
• Actina
• Filamenti intermedi

Cambiano per spessore / forma ecc.

Sono strutture fibrose che attraversano la cellula

Si possono vedere con determinate tecniche (si nota il nucleo)

Modulari

Le cellule possono muoversi e modificare la propria struttura. Riarrangiamento del citoscheletro.

Acidi Nucleici

DNA ➔ formato da NUCLEOTIDI

Base azotata + Zucchero + Fosfato (almeno 1)

NUCLEOSIDE

DNA: Polimero che contiene l'informazione genetica

Gene: Sequenza di DNA che codifica l'informazione necessaria ad ottenere un prodotto biologico funzionale

• RNA / Proteine

I nucleotidi sono le unità monomeriche che formano il DNA.

Vediamo nel dettaglio le unità da formare il nucleoside.

DNA - 1953

DNA si scoprì cosa era e cosa faceva

Come si rappresenta il DNA

Dato che è una STRUTTURA DINAMICA

DNA Estratto

• Cristallizzato (Franklin)

• Acceleratore raggi X

• Mappa Diffrazione

Modello Watson-Crick

Non fu l'unico modello proposto, ma è l'unico valido perché è l'unico che rappresenta il DNA come una struttura funzionale e che corrisponde alla realtà

DNA Stabile ma Labile

Deve aprirsi per poter copiare le sequenze, poi richiudersi

Struttura DNA

- Doppio filamento, 2 filamenti antiparalleli

Il DNA è stato mappato con precisi parametri chimico-fisici in diverse FORME

• Forme A, B, Z

(Z sinistrorsa)

Forma B

Due catene elicoidali avvolte intorno ad un asse per formare una doppia elica destrorsa

La forma B viene visivamente associata ad una scala a chiocciola con cui le basi azotate sono i gradini

Essa è biochimicamente quella più gradita (e probabile) ma uno è una cosa sicura: perché non si può vedere il nucleo

Termodinamicamente stabile - legame a H tra le basi azotate

Complementarietà tra le basi

Non tutte le coppie di basi sono stabili e permesse:

• C - G
• A - T

Unici appaiamenti visibili e stabilizzati

C - G: 3 Legami H

A - T: 2 Legami H

= legame a idrogeno

Patenza della Duplicazione

Appaiamento di basi: A-T, C-G

Importante! Servono Nucleotidi Trifosfati. (Per inserire nel DNA Nucleotidi Monofosfato)

• Devo formare un legame covalente (fosfato-zucchero), serve energia;
• Bisogna rompere equivalenti a legame anidridico - Attacco Nucleofilo

Enzima responsabile della duplicazione: DNA Polimerasi

• TTP
• THP
• → PP_i (Pirofosfato)

Idrolisi del pirofosfato avviene istantaneamente dopo la rottura del legame anidridico del trifosfato.

PP_i + H₂O → 2P_i (Pirofosfatasi) → Rottura altro legame anidridico

Serve per ottenere altra energia necessaria per rendere il ΔG della reazione < 0 (Reazione Fortemente Favorita)

DNA → Filamenti antiparalleli e con direzionalità opposta

• 3' → 5'
• 5' → 3'

aggiunti alla catena 5' → 3'

aggiunti alla catena 3' → 5'

Attenzione!

Esistono 3 DNA Polimerasi: DNA Polimerasi I, II, III

DNA Polimerasi III è importante per duplicare il DNA

Ha una elevata processività numero di nucleotidi aggiunti alla catena prima di dissociarsi (> 500.000)

Velocità di Polimerizzazione = da 250 a 1000 nucleotidi al s

Fine Trascrizione

• Sequenze di fine: Blocco RNA polimerasi;
• Legame RNA - DNA debole
• Sequenze che vanno ad indebolire l'interazione tra DNA ed RNA

Regioni Palindrome ricche in GC seguite da regioni ricche in AT

Geni Eucarioti Sono Discontinui

DNA manca di contiguità - si vede zona che codifica i peli.

Zona che codifica è per sua oscurazione - zone separate. L'RNA si appaia corto delle sequenze di DNA che codificano - come mai?

L'RNA si appaia in alcune zone ed in altre no!

• Eson: Sequenze di DNA codificanti
• Introni: Sequenze di DNA non codificanti

Gran parte del DNA non è utile alla codificazione. L'RNA evita le parti non codificanti e seleziona solo quelle utili.

5' - gene della globina β 3' ( = introni )

Formazione di Due Strutture Fondamentali:

1. 3' Poli (A)
2. 5' Cappuccio
   • Conferiscono stabilità

5' - CAP -AAAAAAAAA- 3' regione codificante

Cap - mRNA della globina β

Splicing

(Introni) iniziano ad essere tolti

CAP - [A]_m mRNA della globina β