Biologia

REPLICAZIONE BATTERICA S

I batteri si riproducono per SCISSIONE BINARIA -> di tipo B

asessuata dove non avvengono ricombinazioni o crossing over

con creazione di cloni M

as

I plasmidi sono l’unico componente di variabilità genetica e

spesso sono portatori di vantaggi selettivi per il batterio

immunoresistenza

➜

Gli ANTIBIOTICI BETA-LATTAMICI (penicillina) sono una

famiglia di antibiotici costituito da un anello beta-lattamico

(definito farmacoforo) -> attaccano enzima coinvolto nella sintesi

di peptidoglicano, la transpeptidasi β-

I fattori R che conferiscono ai batteri la resistenza ai

β-lattamasi

lattamici, codificano per speciali molecole denominate

β-lattamico

che idrolizzano il legame Human microbiot

MICROBIOTA

È definito come l'intera popolazione batterica, virale e micetica

contenuta nell'organismo dell'uomo. Vengono inizialmente acquisiti

con il parto e la tipologia di batteri del microbiota umano si

correla con i vari stadi di sviluppo

-> eventuali variazioni vengono indicate come disbiosi che

concorrono a infiammazioni, epatopatie, patologie autoimmuni,

Parkinson, Alzheimer in quanto ci allontaniamo dall’omeostasi.

Alla nascita i bifidobatteri sono in grande quantità con un picco

durante crescita infantile che con il corso degli anni diminuiscono

facendo posto ad altri -> parto cesareo da già deficit (allergie,

colon irritabile) (integratori durante cura antibiotica)

8 Microbiota: organismi presenti nell’organismo

Microbioma: genomi, metaboliti del microbiota

C’è una reciproca influenza tra cervello e microbiota batteri e segnali intestinali modificano

➜

l’attività celebrale e in modo opposto il cervello tramite segnali chimici è in grado di modificare

l’equilibrio batterico.

L’alimentazione gioca un ruolo fondamentale per evitare la disbiosi (probiotici, fermenti lattici,

trapianto fecale)

EUCARIOTI

Il passaggio dai procarioti agli eucariote è dovuto a una priomrdiale simbiosi dove un procariote

più grande ha fagocitato uno più piccolo generando vantaggio reciproco ->

TEORIA ENDOSIMBIONTICA: mitocondri e cloroplasti (cianobatteri) considerati dei batteri

inglobati in cellula più grande in quanto hanno DNA proprio e hanno ribosomi simili a quelli dei

batteri -> DNA circolare, doppia membrana (indizio della antica fagocitazione)

GENOMA MITOCONDRIALE UMANO

È estremamente compatto, rRNA simile a quello batterico, geni privi di introni;

fra gene codificante per catena polipeptidica e il successivo ci sono geni codificati per tRNA;

Lo ereditiamo esclusivamente per linea materna (mitocondri colletto dello spermatozoo rimane

fuori dallo zigote)

PATOLOGIE MITOCONDRIALI = ereditabili sia da figli maschi che femmine

• Encefalomiopatie, Neuropatia ottica di leder, Retinite pigmentosa

• Neuromiopatie, Epilessia Mioclonica con Fibre rosse sfilacciate

La cellula ha dovuto sopperire alla capacità di scambio che si diminuiva man mano che

aumentava il volume -> compartimentazione interna

PROTISTI / PROTOZOI

Presentano compartimentazione cellulare, possiedono organelli, nucleo delimitato da membrana,

eterotrofi e autotrofi, molti acquatici, alcuni sono patogeni, alcuni pluricellulari non tutti

Plasmodium: protozoo patogeno

unicellulari. (malaria)

DELLA MALARIA: è un organismo patogeno che necessita

➜PLASMODIUM

di due organismi vettori (zanzare femmine infette), bisogna interrompere la

catena di riproduzione:

Si replicano tramite le spore (geneticamente uguali) dove la

gametogenesi avviene nella zanzara e nell’uomo arrivano gli

P. falciparum

sporozoiti; nel fegato maturano diventando merozoiti e nutrendosi

dei globuli rossi diventano gametociti che poi verranno trasmessi ad

un altra potenziale zanzara che chiude il ciclo vitale Globuli rossi parassitati da P. falciparum

LAMBLIA: protozoo parassita intestinale che vive in ambiente acquoso; entrano nel

➜GIARDIA

nostro sistema intestinale dove diventano trophozoiti molto resistenti che il sistema immunitario

fatica a sopperire (bastano poche decine di cisti)

9 Giardia la

CELLULE UMANE

Costituite da molto differenziamento e specializzazione, le loro

dimensioni variano da poco più di un procariota (eritrociti) a cellule

lunghe nell’ordine del metro (neuroni); la maggior parte sono sono

visibili al microscopio ottico (1-100um).

IL CITOSCHELETRO

Sostiene tutti gli organelli cellulari, se alterato può arrecare danni e

la degenerazione cellulare; è una rete di filamenti che si estende per

tutto il citoplasma:

Microfilamenti: costituiti da Actina, sono i più grandi e hanno un

• ruolo fondamentale nel movimento degli organuli, nella

locomozione e nel movimento dei cromosomi

Filamenti intermedi: costruiti da subunità fibrose, proteine filamentose che formano una

• struttura reticolare (trabecole); sono insolubili nel citosol e molto stabili, sono l’impalcatura

di tutto il citoscheletro

Microtubuli: sono i piu grandi, costruiscono cilindretti di tubuline che hanno lo scopo di

• Citoscheletro

muovere i vari organelli nella cellula e il cromosoma in fase di replicazione (consumo di

molta energia)

NUCLEO

È il centro di controllo della cellula delimitato da due membrane porose che controllano l’entrata

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e l’uscita delle molecole dal nucleo. Qui si trovano i cromosomi, che contengono il DNA cellulare,

3

separati dal resto della cellula da un involucro membranoso. In realtà, l'involucro che avvolge il

nucleo è costituito da due membrane; alla membrana interna è addossata la LAMINA NUCLEARE

la quale presenta una rete fibrosa di filamenti proteici in caso di mutazioni di tali proteine si

➜

può incorrere in distrofia o invecchiamento precoce nel soggetto (Progerie, Sammy Basso)

All’interno del nucleo vi è la MATRICE NUCLEARE: sottile trama reticolare di fibre proteiche

assimilabile al citoscheletro. 10

RETICOLO ENDOPLASMATICO

Insieme di canali tubulari, reticoli, vescicole, che

traggono origine dalla membrana esterna del Reticolo endoplasmatico

nucleo; lo spazio intercluso dal RE è detto lume. Si

divide in

• RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO =

specializzazioni delle vie metaboliche

lipidiche e sintesi di steroidi, non avviene

alcuna modificazione o sintesi delle

strutture proteiche; è inoltre responsabile

dell’inattivazione detossificazione della

cellula dai farmaci

• RETICOLO ENDOPLASMATICO RUGOSO =

presenza dei ribosomi (se non impiegati nella

sintesi si trovano scomposti in due subunità

maggiore e minore) coinvolti nella sintesi di 9

proteine di membrana, coinvolto nello

smistamento dei vari prodotti proteici

APPARATO DEL GOLGI

Accoglie e secerne vescicole provenienti dal suo versante cis, quindi dal reticolo endoplasmatico;

ingloba le vescicole di trasporto e quelle che daranno origine ai lisosomi; è un reticolo appiattito

con presenza di enzimi che permettono la modificazione post trascrizionale e le vesciole di

trasporto vengono portate alla membrana citoplasmatica e al loro rilascio.

PEROSSISOMI

puliscono la cellula dai prodotti tossici costruiti da una membrana con enzimi idrolitici (catalasi =

eliminano perossido idrogeno dei processi metabolici) che producono elementi innocui. nelle

cellule del fegato e del rene, diverse sostanze tossiche che entrano nel torrente sanguigno sono

degradate nei perossisomi producendo prodotti innocui.

LISOSOMI

Sono la sede della digestione cellulare, contengono proteine come le idrolasi acide (proteasi,

nucleasi, glicosidasi, lipasi) che distruggono elementi cellulari disfunzionali (proteine, organelli

Autofagia

usurati)

1. FAGOCITOSI: fondono lisosoma e vescicola inglobando contenuto e successiva

Autophagy-related proteins

digestione di questo da parte degli enzimi lisosomiali; cellule del sistema immunitario

Proteine ATG sono richieste

ATG5 attivare il processo dell’autof

come i fagociti o i macrofagi. ATG7

ATG12

2. AUTOFAGIA: i

mportante processo di

brandello di

salvaguardia della sopravvivenza e membrana

funzionalità cellulare poiche’ consente il

derivante da

RER, o Golgi, autophagosome

turnover (ricambio) dei vari organelli;

o membrana

plasmatica

protegge la cellula da elementi inutilie/o lysosome

disfunzionali. E’ finemente regolata e phagophore

controllata da varie vie di segnalazione

cellulare Coinvolgimento delle ATG

➜ 11

(autophagy-related proteins) che attivano il processo di autofagia

MITOCONDRIO

È la centrale energetica della cellula in quanto al suo interno avviene la catena degli elettroni

della respirazione cellulare; costituito da doppia membrana, creste membranose introflesse e

presenza di ribosomi liberi.

MEMBRANE CELLULARI

Coinvolte in: Membrana biologica

• Contorno e barriera di permeabilità

(controllo entrata e uscita);

• Organizzazione e localizzazione

funzione necessarie alla cellula

specializzata;

• Processi di trasporto (trasporto attivo,

pompe ioniche, diffusione facilitata);

• Rilevamento del segnale o recettori

cellulari (proteine di membrana che

hanno affinità con certi composti che

da istruzioni alla cellula o

riconoscimento cellula nel tessuto);

• Comunicazione cellula cellula con

GIUNZIONI CELLULARI (comunicanti 21

permettono diffusione rapida,

occludenti)

Nella membrana troviamo diversi tipi di proteine:

Proteine monotropiche: immerse nello strato

➜

fosfolipidico e con una testa esposta; proteine

monopasso con entrambe le facce fuori

attraversando integralmente lo strato

fosfolipidico; proteine multipasso dove la catena

polipeptidica attraversa lo strato più volte con più

teste esposte ambo i lati ecc. glicoproteine e

glicolipidi rivolte verso esterno perché utili per il

riconoscono la cellula (gruppo sanguigno)

Modello a MOSAICO FLUIDO = sia fosfolipidi che proteine di membrana hanno un certo grado di

mobilità dato dalle molecole -> flipflop: il fosfolipide ruota di 180 gradi, piegamento code

PROTEINE di MEMBRANA

idrofobiche; il colesterolo nella membrana riduce la mobilità a temperature moderate e a

temperature basse impedisce la solidificazione della stessa; 22

La fusione cellulare rivela la mobilità delle

proteine di membrana

Esperimento con eterocarionte (ha rivelato la motilità delle proteine di Fusione di una cellula murina con una

cellula umana. Le due cellule sono state

marcate con anticorpi a diversa

membrana) Le due cellule sono state marcate con anticorpi a diversa fluorescenza diretti contro proteine di

membrana. La cellul