Appunti di Biologia animale

DNA.

Si ipotizzò quindi che la prima molecola si sia formata dall’incapsulamento di una molecola di RNA

attraverso una membrana, che presenta i fosfolipidi (molecole anfipatiche con testa polare che sta bene in

acqua e una coda idrofobica), quando questi fosfolipidi vengono messi in acqua questi tenderanno a

disporsi in modo che tutte le teste stiano in acqua e le code no, in una membrana così formata quindi si

può avere sia acqua fuori che acqua dentro, proprio come è fatta la cellula. Aggiungendo dei lipidi in una

membrana si formano dei liposomi che non ho capito a osa servono.

Le cellule si dividono in procarioti (non hanno il nucleo) ed eucarioti (hanno il nucleo).

Le cellule hanno poi tre domini: archea e batteria (che sono procarioti) e gli eucaria (che sono eucarioti)

che comprendono piante funghi e animali

Tra i procarioti rientrano i batteri e glia archea che anche loro non hanno un nucleo. I procarioti sono

unicellulari, sono piccoli e vivono indipendenti o in colonie, hanno le forme più svariate e hanno tutti

delle caratteristiche comuni: hanno una membrana plasmatica, all’esterno hanno un’altra struttura

protettiva che è la barriera batterica che da maggiore resistenza a questi organismi, il loro materiale

genetico di organizza in una struttura condensata che prende il nome di nucleoide, hanno un ambiente

unico, non hanno nemmeno un citoscheletro, non hanno membrane interne, si muovono grazie al

flagello.

Gli archea vengono definiti organismi esterofili, perché vivono in condizioni dove altri organismi non

riescono a vivere, si sono evoluti per adattarsi a vivere in questi ambienti.

Gli eucarioti possono essere sia unicellulari (lievito) anche se molto più complessi dei procarioti, che

pluricellulari che posso creare strutture diverse a cui corrispondono funzioni, perché fatti da cellule che

hanno abilità differenti. Gli eucarioti hanno il nucleo, delle membrane interne con cui possono

compartimentare lo spazio così da avere tanti spazi diversi da adibire a diverse funzioni, degli organelli.

Gli eucarioti si sono evoluti grazie ad un invaginazione (la membrana si è riversata verso l’interno) della

membrana che ha una struttura fluida e dinamica ma anche rigida, ciò permette alla cellula di muoversi e

fare scambi verso l’esterno. La cellula è riuscita poi a endocitare un’altra cellula, invaginando l’altra

cellula diventando una cellula dentro una cellula, avendo quindi doppia membrana ciò è verificato dal

fatto che alcuni organelli hanno due membrane al loro interno hanno del DNA. Tutto ciò si sviluppo

perché il procariote entrato nella cellula sapeva immagazzinare ossigeno, la cellula invece lo sapeva

utilizzare. Dopo ciò sono entrati i mitocondri e poi i cloroplasti (prima i mitocondri perché sono presenti

sia in cellule animali che in vegetali a differenza dei cloroplasti), questi (cloroplasti) permettono alla

cellula di autoprodursi cibo, motivo per cui le piante sono rimaste immobili.

Caratteristiche della cellula eucariotica:

- La membrana che trattiene al suo interno una serie di composti

- Un nucleo che ospita DNA

- Organelli delimitati da una membrana in cui sono localizzate le diverse funzioni

- Citosol semifluido in cui si intrecciano le fibre del citoscheletro

- Le cellule delle piante e dei funghi hanno una parete cellulare rigida, esternamente alla membrana

plasmatica. Le cellule animali sono circondate da una matrice extracellulare, costituita

prevalentemente da proteine che forniscono supporto strutturale.

La membrana plasmatica è formata da fosfolipidi e proteine, entrambe sono essenziali per far si che la

membrana funzioni nel modo corretto e possa svolgere le sue funzioni che sono scambio di sostanze tra

esterno ed esterno e protezione

Il nucleo è dove il DNA viene copiato per poi distribuirlo alle cellule figlie, dove si copia il DNA per formare

molecole di RNA usate per produrre proteine al di fuori della cellula

I mitocondri sono la centrale energetica delle cellule, originariamente erano dei procarioti vhe hanno

sviluppato la capacità di immagazzinare ossigeno, hanno due membrane, quella interna è molto ripiegata, ciò

aumenta molto la superficie e fa produrre più energia.

I cloroplasti, erano forse inizialmente batteri

Le endomembrane sono un sistema di membrane interne che formano sono vescicole, Golgi, lisosomi,

reticolo endoplasmatico.

Il reticolo endoplasmatico parte dal nucleo e si estende verso la membrana, è fatto da una seri di membrane

che si ripiegano in modo continuo su se stesse, che va a sintetizzare proteine e fosfolipidi, è la sede della

produzione della membrana plasmatica che nel tempo viene rinnovata.

L’apparato di Golgi, in esso si smistano proteine e lipidi, è anch’esso fatto da tante membrane ripiegate, dove

però ci sono tante cisterne indipendenti non un lume unico, le vescicole si uniscono con il Golgi e rilasciano

il loro contenuto, da essa si posso anche staccate delle vescicole che fanno lo stesso verso la membrana.

Le vescicole sono il metodo utilizzato per spostare sostanze nella cellula

I lisosomi, sono una sorta di stomaco della cellula, dove la cellula può degradare qualsiasi cosa: lipidi,

proteine, zuccheri, cellule del sistema immunitario.

I perossisomi sono delle piccole vescicole dove avvengono delle reazioni di detossificazione.

Il citoplasma è l’unione tra citosol e citoscheletro:

- Il citosol è la parte acquosa, è ricco di proteine ed enzimi, ed è dove avvengono la maggior parte

delle reazioni della cellula

- Il citoscheletro, è una rete di fibre proteiche che stabiliscono la forma della cellula, ha tre tipi di

filamenti: microtubuli (trasportano vescicole), microfilamenti (danno sostegno alla membrana

plasmatica) e filamenti intermedi (resistono allo stress meccanico della membrana), possono

assemblarsi in strutture rigide dinamiche

Le caratteristiche comuni tra i tre domini sono:

- la membrana, il DNA come molecola che conserva l’informazione genetica, in tutte tre ci sono dei

meccanismi simili di trascrizione e trasduzione, si usa quindi la molecola di DNA in modo molto

simile

- ricavano tutte energia dall’atp e hanno sistemi simili di produzione di esso ma svolto in posti diversi.

- Hanno meccanismi fotosintetici simili

- Meccabismi simili quando le cellule inseriscoino le proteine nella ,membrana.

Differenze:

- Eucarioti hanno un nucleo, procarioti no, gli archea hanno un nucleoide dove tutto è compattato

insieme

- Gli eucarioti hanno membrane interne con cui dividono lo spazio per le vaie funzioni

- Solo gli eucarioti hanno i processi di esocitosi e endocitosi, dove si trasportano sostanze attraverso le

vescicole portandolo all’esterno, viceversa ciò può essere fatto dalla membrana facendo una

trasporto verso l’interno sempre grazie alle vescicole.

- L’organizzazione del DNA, i procarioti hanno un'unica molecola di DNA, gli archea lo hanno ad

anello, gli eucarioti il DNA è fatto da più molecole lineari (i cromosomi) e inoltre in DNA

eucariotico è in contatto con una grande quantità di proteine associate.

- L’informazione genetica viene divisa in modo diverso in batteri e arche si fa la scissione binaria dove

si divide a metà il materiale genetico, negli eucarioti il processo è suddiviso in mitosi, meiosi e

fecondazione.

- Il DNA è espresso in modo differente, negli eucarioti grandi molecole di RNA, maturazione RNA e

trasporto al citoplasma per la sintesi proteica. Ciascuna molecola di mRNA matura codifica

tipicamente per un polipeptide, nei batteri mRNA trascritto è già maturo. Una singola molecola di

mRNA contiene l’informazione per produrre diversi polipeptidi, batteri e archaea: mRNA vengono

tradotti in contemporanea alla trascrizione Dimensione e composizione dei ribosomi e degli RNA

ribosomiali utilizzati per sintetizzare le proteine diversi nei tre domini.

- Il citoscheletro, lo hanno solo gli eucarioti ed è importantissimo nei processi cellulari dove gioca un

ruolo chiave.

Gli organismi modello sono scelti se sono facili da reperire facile da far rimanere in vita e vantaggiosi per le

caratteristiche che si devono studiare, i più famosi sono: verme, topo (perché hanno un genoma simile a

quello dell’uomo), drosofila (per la genetica perché ha delle fasi di sviluppo ben definite e visibili),

escherichia coli (per lo studio di procarioti), lievito (per gli eucarioti) e Arabidopsis thaliana (per le piante), il

verme (per capire la biologia dello sviluppo, è utile perché è trasparente).

11/10/2024

All’inizio del 19 secolo si credeva che gli esseri viventi fossero tali perché dotati di una forza

speciale al loro interno che li faceva distinguere, si capì poi che tutto ciò deriva dalle diverse

molecole in essi contenuti.

Nella chimica della cellula è sempre presente il carbonio, inoltre quasi tutte le reazioni avvengono

in acqua, tutti gli organismi sono sistemi chimici complessi, vi sono polemiche fatte da tante

subunità che hanno la capacità di assemblarsi fra di loro formando molecole più grandi (molecole

che si uniscono per formare dei polimeri), all’interno della cellula le reazioni avvengono in maniera

controllata.

La materia è fatta da elementi che sono sostanze che non possono essere divisi, e che se uniti

possono creare dei composti. In una cellula ci sono quasi totalmente molecole CHNOPS, la

molecola più presente è l’acqua, mentre le molecole organiche più presenti sono: amminoacidi,

zuccheri, lipidi e acidi nucleici.

In un atomo il numero atomico di un atomo ci dice quanti protoni ha, conseguentemente anche

quello di elettroni che sono coloro che partecipano durante i legami.

In un atomo ci sono diversi orbitali in cui si possono distribuire gli elettroni.

L’unità di misura del peso molecolare è il Dalton e corrisponde al peso di un protone o di un

neutrone circa uguale alla massa di un atomo di idrogeno. 1Da = 1/12 massa del C

Gli elettroni si muovono di continuo intorno al nucleo, possono esistere solo in certi stati discreti di

moto (orbite) si dispongono in una data orbita (strato o guscio elettronico) in un numero

strettamente limitato. Gli atomi si uniscono a formare le molecole per ricollocamenti degli elettroni.

I protoni ed i neutroni rimangono strettamente associati tra loro nel nucleo.

Gli orbitali, hanno più livelli energetici:

- Livello 1, chiamato orbitale 1S, possono trovarsi assieme solo due elettroni

- Livello 2, orbitale 2S, qui vanno i successivi due elettroni

- Livello 3, orbitale 2P

Gli elettroni più interni sono quelli attratti maggiormente dal nucleo, più si distanziano meno è forte

questa attrazione.

I Gas nobili hanno già occupato il livello energetico pi&ugr