Appunti Biologia applicata

Queste forme sono mantenute soprattutto da legami a idrogeno.

3.​ Struttura terziaria: è la forma tridimensionale completa della singola catena polipeptidica.

4.​ Struttura quaternaria: presente solo in proteine formate da più catene unite tra loro (es.

l’emoglobina ha due catene alfa e due beta).

Denaturazione

Poiché la funzione di una proteina dipende dalla sua forma, se la proteina perde la forma, perde

anche la funzione. Questo fenomeno si chiama denaturazione e può essere causato da:

●​ variazioni di pH

●​ aumento della temperatura

●​ cambiamenti dell’ambiente chimico (come la forza ionica)

Un esempio importante è ancora l’emoglobina falciforme: una piccola variazione nella struttura porta

la proteina a cambiare forma e a funzionare male, compromettendo il trasporto dell’ossigeno.

ACIDI NUCLEICI 10

Gli acidi nucleici sono due: DNA e RNA.​

Il loro nome completo è:

●​ DNA = acido deossiribonucleico

●​ RNA = acido ribonucleico

Sono due molecole molto importanti perché contengono e trasmettono le informazioni della cellula.​

Entrambi sono formati da tante piccole unità che si ripetono, chiamate nucleotidi.

Com’è fatto un nucleotide (spiegato facile)

Ogni nucleotide è formato da tre “pezzi”:

1.​ Uno zucchero con 5 carboni

○​ Nel DNA lo zucchero è il deossiribosio

○​ Nell’RNA è il ribosio​

La differenza tra i due zuccheri è piccola, ma importante.

2.​ Un gruppo fosfato, che è attaccato allo zucchero nella posizione chiamata 5’

3.​ Una base azotata, cioè una molecola che contiene azoto e che si attacca allo zucchero.

Lo zucchero del nucleotide ha delle posizioni numerate. Due sono importantissime:

●​ la posizione 3’, dove c’è un gruppo OH

●​ la posizione 5’, dove c’è il gruppo fosfato

Queste due posizioni servono per indicare i “due lati” della molecola: un’estremità 3’ e un’estremità 5’.​

Grazie a queste posizioni capiamo in che direzione cresce la catena.

Le basi azotate (spiegate semplice)

Le basi azotate sono di due tipi:

●​ Puriniche, con due anelli:​

Adenina (A) e Guanina (G)

●​ Pirimidiniche, con un solo anello:​

Citosina (C), Timina (T), Uracile (U)

Nel DNA troviamo A, G, C e T (TIMINA).​

Nell’RNA troviamo A, G, C e U (URACILE, che sostituisce la timina).

Per comodità si usano sempre le lettere maiuscole.

Come si uniscono i nucleotidi

I nucleotidi si legano tra loro grazie a un legame chiamato legame fosfodiestere.​

Si forma tra:

●​ il gruppo OH in posizione 3’ dell’ultimo nucleotide, 11

●​ il gruppo fosfato in posizione 5’ del nucleotide che si aggiunge alla catena.

In questo modo la catena cresce sempre da 5’ verso 3’.

Struttura del DNA

Il DNA è formato da due filamenti, che insieme formano la famosa doppia elica.

I due filamenti stanno uno accanto all’altro perché tra le basi si formano tantissimi legami a idrogeno,

che li tengono uniti e danno stabilità.

Le basi del DNA rispettano sempre regole precise:

●​ A si lega con T

●​ G si lega con C

Per questo i due filamenti si chiamano complementari.

Puoi immaginare il DNA come una scala a chiocciola:

●​ i “lati” della scala sono lo zucchero e il fosfato,

●​ i “gradini” sono le basi accoppiate tra loro.

Struttura dell’RNA

L’RNA, a differenza del DNA, è formato da un singolo filamento, e contiene uracile (U) invece della

timina.

Esistono tre tipi principali di RNA:

●​ mRNA (messaggero): porta fuori dal DNA l’informazione per costruire le proteine.

●​ rRNA (ribosomiale): è una parte dei ribosomi, cioè delle “fabbriche” che costruiscono le

proteine.

●​ tRNA (transfer): trasporta gli amminoacidi ai ribosomi durante la formazione delle proteine.

Anche se l’RNA è di solito a singolo filamento, alcune sue parti possono ripiegarsi e formare brevi

tratti a doppia elica. Questo accade quando alcune sue sequenze sono complementari (o quando

due filamenti diversi possono appaiarsi).

La Cellula: L'Unità Base della Vita

Caratteristiche e Strutture Comuni a Tutte le Cellule

Tutte le cellule, indipendentemente dal tipo (procariotiche o eucariotiche), condividono queste

strutture fondamentali:

●​ Membrana Cellulare: È l'involucro esterno che le delimita dall'ambiente. È composta

principalmente da uno strato doppio di fosfolipidi e proteine.

●​ Citoplasma: È tutto il contenuto interno della cellula. Si divide in: 12

○​ Citosol (Componente Liquida): La parte acquosa dove sono disciolti i soluti.

○​ Componente Solida: Gli organelli cellulari dispersi nel citosol.

●​ DNA (Codice Istruzioni): Il materiale genetico che contiene le informazioni vitali.

●​ Ribosomi (Fabbriche di Proteine): Organelli deputati alla sintesi proteica. Non hanno

natura membranosa e sono diversi (per dimensione e composizione) a seconda del tipo di

cellula.

Cellula Procariotica (Es. Batteri)

La parola Procariotica deriva da pro (prima) e kàyron (nucleo), indicando che è una forma di vita

comparsa prima dello sviluppo del nucleo.

●​ Assenza di Nucleo: Non possiedono un nucleo delimitato da membrana.

●​ Dimensioni: È molto più piccola della cellula eucariotica.

●​ DNA (Cromosoma Batterico): Hanno generalmente un'unica molecola di DNA di forma

circolare che si trova direttamente dispersa nel citoplasma.

●​ Area Nucleare (Nucleoide): La zona dove è concentrato il DNA non è un vero nucleo, ma è

chiamata Area Nucleare o Nucleoide.

●​ Strutture Presenti: Hanno i ribosomi, la membrana citoplasmatica e, molto spesso, un

ulteriore rivestimento protettivo esterno chiamato Parete Cellulare.

Classificazione dei Batteri

I batteri si classificano in base a diverse caratteristiche:

1. Per Morfologia (Forma) 13

Forma Sferica:

●​ Cocchi

●​ Forma Cilindrica (a bastoncello): Bacilli

●​ Forma a Virgola: Vibrioni (Es. il batterio del colera)

●​ Forma a Spirale/Elicoidale:

○​ Spirilli (elica lunga e rigida)

○​ Spirochete (elica lunga ma flessibile)

2. Per Modalità di Aggregazione (Tipico dei Cocchi)

Nonostante siano unicellulari, i batteri si possono unire:

●​ Diplococchi: Disposti a due a due.

●​ Streptococchi: Disposti in catenelle.

●​ Stafilococchi: Disposti a grappolo.

3. Per Temperatura di Crescita Ottimale

Termofili:

●​ Crescono ad alte temperature (47°C–70°C). Temperatura ottimale: 50°C–55°C.

●​ Mesofili: Crescono a temperature intermedie (20°C–45°C). Temperatura ottimale:

30°C–37°C.

●​ Psicrofili o Criofili: Crescono a basse temperature (0°C–25°C). Temperatura ottimale:

20°C–25°C.

4. Per Riproduzione (Crescita Esponenziale)

I batteri si riproducono in modo asessuato (ottenendo cloni con lo stesso materiale genetico) e

raddoppiano il loro numero ogni 20-30 minuti (crescita esponenziale). Le modalità sono:

●​ Scissione Binaria: Il batterio cresce, duplica il DNA e si divide in due cellule figlie identiche.

●​ Per Gemmazione: Sul batterio si forma una protuberanza (gemma) che si stacca, dando vita

a un nuovo batterio identico.

●​ Per Frammentazione: Vengono prodotte molte copie del cromosoma batterico, e intorno a

queste si formano altrettante copie del batterio stesso.

5. Per Metabolismo (Fonte di Energia e Carbonio)

Il metabolismo è molto variabile, il che ha permesso ai batteri di colonizzare tutti gli ambienti.

●​ Fototrofi: Usano la luce come fonte di energia.

●​ Chemiotrofi: Usano le molecole chimiche come fonte di energia.

●​ Autotrofi: Sintetizzano le molecole organiche partendo da quelle inorganiche (si nutrono da

soli).

●​ Eterotrofi: Sintetizzano le molecole organiche partendo solo da altre molecole organiche

(devono nutrirsi di altri organismi o molecole).

●​ Nota: Tutte le combinazioni tra questi gruppi sono possibili.

6. In Base alla Tolleranza all’Ossigeno (O₂)

Aerobi:

●​ Richiedono l'O₂ per vivere.

●​ Anaerobi: Non usano O₂ (anzi, a volte è dannoso) e usano la fermentazione.

●​ Aerobi Facoltativi: Crescono in entrambi gli ambienti, ma preferiscono l'O₂.

●​ Anaerobi Facoltativi: Crescono in entrambi gli ambienti, ma preferiscono l'assenza di O₂.

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I Batteri e la Simbiosi (Rapporto con Altri Organismi)

I batteri, grazie alla loro variabilità metabolica, hanno colonizzato anche gli altri esseri viventi,

compreso l'uomo, stabilendo simbiosi (associazione stretta tra organismi di specie differenti).

Nel rapporto uomo/animale-batterio si distinguono:

●​ Rapporto di MUTUALISMO: Un reciproco vantaggio.

○​ Esempio: I batteri della flora intestinale producono vitamine fondamentali per noi

(come Vitamina K o B1) e in cambio si nutrono delle sostanze che non riusciamo a

digerire. Aiutano anche a prevenire la colonizzazione da parte di funghi in bocca.

●​ Rapporto di COMMENSALISMO: Vantaggio solo per il batterio, ma senza dare fastidio

all'ospite.

○​ Esempio: Batteri che traggono vantaggio da sostanze presenti nell'uomo senza che

l'uomo ne tragga beneficio.

●​ Rapporto CON BATTERI PATOGENI: Un svantaggio per l'ospite (causano malattie).

○​ I patogeni producono sostanze chiamate TOSSINE, il cui rilascio determina la

malattia.

○​ Esistono i "Patogeni Opportunisti": sono presenti sulla pelle o nel corpo senza fare

danni, ma diventano patogeni in situazioni particolari (es. in caso di depressione del

sistema immunitario).

Importanza Ecologica e Applicazioni

I batteri sono alla base del riciclo dei nutrienti (carbonio, azoto, fosforo, zolfo, ecc.), agendo da

organismi decompositori negli ecosistemi.

Vengono utilizzati anche in azioni utili per l'uomo:

●​ Fermentazione Alcolica: Trasformazione dello zucchero in alcol (vino, birra, liquori).

●​ Fermentazione Acida: Trasformazione dell'alcol in acido (aceto, yogurt).

●​ Produzione di Sostanze Utili: I batteri endosimbionti intestinali producono vitamine.

●​ Digestione della Cellulosa: Batteri endosimbionti permettono ad alcuni animali (ovini, bovini,

termiti) di rompere i legami della cellulosa, cosa che l'uomo non è in grado di fare.

●​ Fotosintesi: I cianobatteri sono organismi fotosintetici che rilasciano ossigeno.

●​ Biotecnologie: Impiegati per la produzione di farmaci usando le tecniche dell'ingegneria

genetica.

●​ Risanamento Ambientale: Utilizzati per la sanificazione e il risanamento di aree

geografiche.

1. Membrana plasm