Biologia

IPOTONICA

- una soluzione =soluzione meno concentrata.

si passa sempre da quella ipotonica e quella

Per avere una stessa quantità di soluto

ipertonica.

Lezione 5 - 2 Novembre

OSMOSI= passaggio di solvente attraverso una membrana semipermeabile in modo che due

concentrazioni separate da questa membrana possano raggiungere un equilibrio di

concentrazione. In questo caso la membrana è permeabile per il solvente e impermeabile al

soluto. Il solvente va a diluire la soluzione più concentrata per raggiungere l’equilibrio.

Quando si raggiunge l’equilibrio di concentrazione non c’è più movimento netto, e si realizza una

situazione per cui si vanno a cambiare i volumi. Aumenterà il volume della soluzione che viene

diluita e diminuirà l’altro.

COMPORTAMENTO DELLE CELLULE IN AMBIENTE ISOTONICO

La situazione è quella di equilibrio. Per ogni molecola di solvente che entra ce ne sarà una che

esce.

COMPORTAMENTO DELLE CELLULE IN AMBIENTE IPOTONICO

CELLULA ANIMALE: es globulo rosso. Abbiamo solo la membrana cellulare. Se la cellula si trova

immersa in una soluzione ipotonica, il solvente tenderà ad entrare dentro la cellula per

raggiungere l’equilibrio. La cellula animale aumenta il suo volume perchè ingloba acqua, e può

inglobarla fino a scoppiare.

CELLULA VEGETALE: abbiamo la parete cellulare, che impedisce alla cellula di inglobare acqua

fino al punto di scoppiare, esercitando una contropressione. La condizione per il quale una cellula

vegetale si trova al suo massimo contenuto di acqua viene detta TURGORE.

COMPORTAMENTO DELLE CELLULE IN AMBIENTE IPERTONICO

CELLULA ANIMALE: perde acqua e si raggrinza diminuendo il suo volume.

CELLULA VEGETALE: può anche arrivare a morte perchè si verifica il processo della

PLASMOLISI, cioè la membrana si stacca dalla parete, e può non essere reversibile.

La cellula animale si trova bene in ambiente ISOTONICO

La cellula vegetale si trova bene in ambiente IPOTONICO

TRASPORTO ATTIVO

E’ il tipo di trasporto che prevede consumo di energia per trasportare un soluto contro gradiente

di concentrazione. POMPE.

E’ svolto da proteine di membrana che si chiamano Sono proteine che consumano

PRIMARIO

energie: nel trasporto attivo consumano direttamente ATP, nel trasporto attivo

SECONDARIO sfruttano il gradiente di concentrazione di altri soluti che si è realizzato con la

spesa di ATP.

POMPA SODIO-POTASSIO - trasporto attivo primario

Si comporta da antiporto.

Gli ioni Na vengono spostati dal citoplasma verso la membrana cellulare, gli ioni K vengono

spostati dall’esterno verso l’interno della cellula.

Si spostano 3 ioni Na verso l’esterno e fanno entrare 2 ioni K. Questo vuol dire che questa pompa

non solo rafforza dei gradienti ma determina anche un gradiente elettrico.

La pompa ha una conformazione tale che sono presenti tre alloggiamenti per 3 ioni Na. Una volta

che li ha legati, la pompa viene FOSFORILATA, ovvero legata a un gruppo fosfato. E’ qui che si ha

la spesa di una molecola di ATP perchè si va contro gradiente di concentrazione.

A conseguenza di ciò, la pompa di membrana cambia conformazione: non è più aperta verso

l’interno della cellula ma verso l’esterno. Gli ioni Na vengono così rilasciati all’esterno.

Si sono creati però degli alloggiamenti adeguati per gli ioni K (2), che si legano alla pompa di

membrana. Questo legame determina la tetrica del legame col gruppo fosfato. Si dice che la

pompa viene DEFOSFORILATA. Questa situazione fa cambiare nuovamente la conformazione

della pompa sodio potassio, che si riapre a questo punto verso l’interno della cellula. Gli ioni

vengono rilasciati all’interno della cellula e la pompa riassume la conformazione che può legare gli

ioni Na.

POMPA PROTONICA - trasporto attivo primario

trasportano protoni contro gradiente di concentrazione. Spesa diretta di ATP.

TRASPORTO ATTIVO SECONDARIO: una sostanza che viene spostata contro gradiente di

concentrazione non tramite spesa diretta di ATP, ma grazie all’energia del gradiente di

concentrazione di un altro soluto, e questo gradiente di concentrazione si è realizzato con spesa

di ATP.

ES: la pompa protonica determina un gradiente di ioni H+. Si tende quindi a tornare a una

situazione di equilibrio. In questo caso, se il gradiente di ioni H+ è tra ambiente interno (dove gli

ioni H+ sono a minor concentrazione) e esterno della cellula (dove sono a maggiore

concentrazione) questi ioni H+ tendono a rimediare.

Il loro flusso di ritorno avviene tramite una proteina di membrana che sfrutta i passaggi di ritorno

dentro la cellula degli ioni H+ per trasportare contro gradiente di concentrazione anche la

molecola di SACCAROSIO.

Il saccarosio è spostato verso l’interno della cellula, che per diffusione non sarebbe entrato. Viene

spostato CONTRO gradiente di concentrazione.

Quale energia si spende per questo trasporto? L’energia che deriva dal flusso di ritorno dentro la

cellula degli ioni H+, che vanno loro adesso a spostarsi secondo gradiente di concentrazione.

Come si è creato il loro gradiente di concentrazione? Grazie a un ATP speso da una pompa

proteica.

Il flusso di ritorno degli ioni H+ secondo gradiente di concentrazione sposta anche un altro soluto

contro gradiente di concentrazione.

SPECIFICO,

Anche il trasporto attivo è le proteine che svolgono questo trasporto sono cioè

specifiche per le molecole che devono trasportare.

TRASPORTO DI MASSA

Riguarda il trasporto di macromolecole e di particelle di grandi dimensioni. E’ molto presente negli

organismi monocellulari. Si ha consumo di ATP.

Questi processi si possono realizzare perché la membrana della cellula non è rigida ma si può

continuamente rimodellare. ESOCITOSI ENDOCITOSI.

Il trasporto di massa si distingue in e

ESOCITOSI = nella cellula che deve riversare all’esterno dei prodotti di scarto o secreti, questi

arrivano alla membrana avvolti da delle vescicole membranose.

Questa vescicola raggiunge la membrana e la membrana della vescicola si fonde con quella della

cellula, in modo che il suo contenuto possa essere rilasciato all’esterno.

La membrana della vescicola diventa parte della membrana della cellula.

ENDOCITOSI = la membrana della cellula va ad avvolgere ciò che deve inglobare all’interno della

cellula stessa, si richiude intorno a questa e introduce ciò che doveva inglobare nel citoplasma in

una vescicola membranosa che è derivata dalla membrana della cellula.

Abbiamo 3 possibilità di endocitosi:

1) FAGOCITOSI: endocitosi non specifica

2) PINOCITOSI: introduce liquidi extra cellulari all’interno della cellula. Endocitosi non specifica.

3) ENDOCITOSI LEGATA DA RECETTORE: i recettori possono legarsi a specifiche molecole, che

tramite invaginazione di membrana vengono incorporate all’interno della cellula . Il recettore è una

proteina di membrana rivolta verso l’esterno che ha una conformazione che le permette di legare

alcuni determinati saluti. E’ un endocitosi specifica.

Esempio: recettore LDL e trasporto di questo nelle cellule epatiche.

Nel caso dell’esocitosi la membrana cellulare si estende, nel caso dell’endocitosi diminuisce.

IL DNA

E’ la macromolecola nella quale è depositata l’informazione genetica di tutte le cellule.

L’informazione genetica è registrata nella sequenza di nucleotidi lungo la catena polipeptidica.

Costituisce il nucleoide nelle cellule batteriche.

Si duplica in maniera precisa con processo estremamente controllato.

E’ costante all’interno della stessa specie ed è variabile. E’ infatti soggetto a rari cambiamenti

(mutazioni dannose o non ) che forniscono la variabilità genetica che permette agli organismi di

evolversi nel tempo.

Gli acidi nucleici ( DNA e RNA) sono polimeri di unità dette nucleotidi. Un nucleotide è costituito

da: una base azotata che è legata a uno zucchero a 5 atomi di C; questo gruppo da 5 atomi di C è

legato a un gruppo fosfato.

Basi azotate DNA:

- adenina

timina

-

- citosina

- guanina

Zucchero a 5C DNA:

- desossiribosio

Basi azotate RNA:

- adenina

uracile

-

- citosina

- guanina

Zucchero a 5C RNA:

- ribosio

Posizioni da ricordare:

A livello dello zucchero del nucleotide abbiamo in posizione 3’ (tre primo) un gruppo ossidrile e in

posizione 5’ un gruppo fosfato.

Legame tra nucleotidi:

i nucleotidi vengono legati l’uno all’altro dal legame FOSFODIESTERE che si realizza tra il gruppo

fosfato con posizione 5’ del nucleotide che deve essere aggiunto alla catena dell’acido nucleico e

il gruppo ossidrile in posizione 3’ dell’ultimo nucleotide di quella catena.

Nel caso del DNA la catena è costituita da 2 filamenti di nucleotidi che sono appaiati a dare una

struttura a doppia elica, grazie al fatto che si realizzano legami a H tra le basi azotate di un

complementari.

filamento e di un altro filamento. I legami tra i due filamenti sono

Si instaurano delle regole di complementarietà che sono fisse:

TIMINA si appaia con ADENINA

- sull’altro filamento

GUANINA si appaia con CITOSINA

- sull’altro filamento

I legami a H sono:

2 tra timina e adenina

- 3 tra guanina e citosina

-

Essendo complementari, se io so la sequenza nucleotidica di uno dei due filamenti, so anche

quella dell’altro. antiparallele,

Le due catene di DNA sono cioè una corre in un verso e una corre in un altro.

Una catena avrà estremità 5’ appaiata all’altra estremità che sarà 3’.

1953 - Watson e Crick: ipotizzarono che la molecola di DNA fosse costituita da 2 catene

polinucleotidiche antiparallele tenute insieme da legami a idrogeno tra le basi (anche grazie agli

studi di Rosalind Franklin)

2001 - è stato sequenziato il GENOMA umano.

GENOMA: PATRIMONIO GENETICO DI UN

con questo termine si intende l’INTERO

ORGANISMO VIVENTE .

Il DNA è identico per tutte le cellule di un organismo.

Le dimensioni del genoma non sono correlate alla complessità dell’organismo.

LA DUPLICAZIONE DEL DNA SEMI-CONSERVATIVA

La duplicazione del DNA avviene in maniera

La doppia elica si rompe, ovvero si rompono i legami a idrogeno che tenevano uniti i due

filamenti. Ognuna delle due eliche di questa molecola servirà da stampo per la sintesi di un nuovo

filamento a sé complementare. Il risultato è che al termine del processo di duplicazione abbiamo

2 molecole di DNA, ognuna delle due che è costituita da un nuovo filamento e uno della molecola

originale (per questo si parla di semi-conservazione).

ENZIMI COINVOLTI