Appunti Biologia animale

Le proteine

Svolgono compiti differenziati. Sono costituite da aminoacidi e nascono dalla formazione di un legame peptidico. Sono formate da 4 elementi:

• Molecola H
• Gruppo carbossilico (COOH)
• Gruppo amminico (NH2)
• Gruppo R che determina la differenziazione della proteina

Principali classi di proteine:

Da una catena di aminoacidi (polipeptidica) si passa al processo di maturazione che porta alla nascita della proteina. Le proteine possono essere enzimi, proteine di struttura, di riserva, trasporto, movimento, difesa, regolazione e recettori.

STRUTTURA PRIMARIA

Definita da un gene specifico, costituita da una sequenza lineare di aminoacidi legati l'uno all'altro da legami peptidici. Nel momento in cui una cellula si organizza in una struttura primaria si attiva un processo detto folding del polipeptide che dà vita alla struttura secondaria.

STRUTTURA SECONDARIA

Avviene attraverso legami idrogeno, può assumere due forme in base alla disposizione dei

monomeri.

• Elica (legami H intracatena)
• Foglietto (legami tra catene laterali)

Questi ripiegamenti avvengono grazie a delle proteine chiamate CHAPERONMOLECOLARI, che guidano l'azione di folding

STRUTTURA TERZIARIA

Composta da strutture secondarie raggomitolate tra di loro, diventa una proteina matura

Chaperon:

• Assicurano il corretto mantenimento dello stato di conformazione
• Dirigono l'assemblaggio complessi proteici
• Favoriscono denaturazione parziale durante il trasposto
• Stabilizzano le proteine attraverso rinaturazione o degradazione

ACIDI NUCLEICI

La principale caratteristica degli acidi nucleici è quella di aprirsi, fare copie della molecola poi richiudersi

Staticità dello scheletro ma dinamismo delle basi azotate

Sono formati da polimeri di nucleotidi. Un nucleotide è formato da uno zucchero pentoso, una base azotata e un gruppo fosfato

Ci sono vari nucleotidi fondamentali per il nostro corpo:

• ATP:

adenosina trifosfato, principale molecola energetica per far funzionare le cellule

GTP guanosina trifosfato, utilizzata per svolgere attività nella cellula

AMPc o AMP ciclico

NAD, FAD, NADP

CARBOIDRATI

Sono gli idrati del carbonio, ovvero C + H2O

Questa formula mi permette di creare zuccheri semplici (monosaccaridi, disaccaridi) e complessi (polisaccaridi).

Il legame covalenti qui prende il nome di fosfoglicosidico

Glucidi=carboidrati

Cellulosa= polisaccaride di struttura

Glicogeno e amido= pol. Di riserva

N.B.= ci sono zuccheri che si formano per unione con residui laterali che sostituiscono porzioni precise della molecola

Aminozuccheri-OH sostituito da –NH2

Galattosammina (cartilagine)

ELISABETTA IZZON-acetilglucosammina (chitina,rivestimento di insetti)

NB= Amminozuccheri+ proteine danno glicoproteine

Amminozuccheri + lipidi danno glicolipidi

LIPIDI

Noti anche come acidi grassi, ovvero lunghe catene di atomi di C legati ad H

Sono insolubili in acqua

Saturi:

formati da acidi grassi con singoli legami, "cattivi"

Insaturi: Acidi buoni, ricchi di doppi legami

• Sono importanti perché creano fosfolipidi nelle membrane biologiche
• Costituiscono anche ormoni come gli steroidi
• Creano pigmenti come i carotenoidi
• Sono mediatori cellulari come le prostaglandine

LIPOSOLUBILITA E IDROSOLUBILITA

Alcune sostanze sono solubili in acqua, altre in sostanze organiche (liposolubili)

Questo succede perché dipende dalle cariche nelle molecole

Le sostanze polari tendono ad andare verso l'acqua, quelle apolari invece no.

Le proteine hanno sia regioni idrofobe che idrofile

Una molecola lipidica importante è il colesterolo.

MODULO BASE CELLULARE DELLA VITA

Cellula unità fondamentale degli organismi viventi

Organismi unicellulari e pluricellulari

CELLULA PROCARIOTA semplice struttura DNA, senza nucleo, organuli quasi assenti ma con parete cellulare

CELLULA EUCARIOTA DNA organizzato in cromosomi, nuclei

Evidente, organuli presenti senza parete cellulare negli animali.

ELISABETTA IZZO

EVOLUZIONE: insieme dei processi che hanno contribuito a trasformare la vita sulla terra a partire dalle sue forme più antiche fino alla vasta diversità di oggi.

Cos'è la biodiversità? Varietà degli organismi sul pianeta da un punto di vista morfologico, genetico.

Specie: gruppi di popolazioni con individui interfecondi, in grado di generare prole fertile.

CLASSIFICAZIONE

MONERE: organismi procarioti come batteri, alghe e cianobatteri.

PROTISTI: eucarioti unicellulari come i protozoi.

PIANTE: eucarioti pluricellulari con fotosintesi.

FUNGHI: eucarioti pluricellulari decompositori.

ANIMALI: eucarioti pluricellulari che si nutrono ingerendo altri organismi.

Classificazione in domini:

ARCHEI: batteri antichi che metabolizzano zolfo.

BACTERIA: batteri moderni fatti da procarioti.

EUKARYA: funghi, piante, animali.

MECCANISMO DELL'EVOLUZIONE: mutazioni, migrazioni, isolamento geografico.

Speciazione: su un'isola due

specie uguali hanno subito mutazioni diverse

SELEZIONE NATURALE

Adattamento: successo riproduttivo dei diversi fenotipi derivante dalle differenti modalità di interazioni degli organismi con l'ambiente. Gli animali di una stessa specie nascono con piccole differenze individuali, l'ambiente opera su di essi una selezione consentendo la sopravvivenza dei più adatti

Si divide in:

• SELEZIONE INDIVIDUALE - aspetti di tipo selettivo su base individuale
• SELEZIONE DI GRUPPO - predisposizione innata a privilegiare membri vicino a noi
• RECIPROCO ALTRUISMO - legare rapporti è vantaggioso per l'evoluzione

ELISABETTA IZZO ORIGINI E STORIA DELLA VITA

La vita è influenzata dai processi evolutivi, ma fino al XX secolo si pensava che si generasse spontaneamente. Per smentire questo ci rifacciamo all'esperimento di UREY E MILLER (1953)

Bisogna partire dalla genesi della terra per comprenderlo

1. Big Bang - enorme esplosione, dispersione di materiali
1. (10-20 mld annifa)2. Origine terra attrazione gravitazionale masse rocciose (5 mld)
2. Raffreddamento crosta terrestre (4 mld)
3. Origine della vita (3,5 mld) derivante dalle condizioni appropriate (attività vulcanica, meteoriti, scariche elettriche, radiazioni)
4. ATMOSFERA PRIMORDIALE di tipo anaerobico, cioè priva di ossigeno, bensì metano e idrogeno. Si sviluppano i primi organismi. Quel poco di ossigeno libero reagiva con H2 per dare acqua. Con carbonio, ferro e silicio per dare ossidi.

ESPERIMENTO:

1. Pallone di vetro contenente gli elementi e i composti citati prima
2. Vengono applicate scariche elettriche per simulare tempeste
3. Viene prelevato il liquido formatosi e messo in un'altra ampolla (comparto oceanico). Il comparto oceanico viene messo sopra una fiamma e l'evaporazione spinge il gas formatosi nella prima ampolla. Il tutto viene prelevato e studiato.
4. Dopo poco tempo, si nota la formazione di biomolecole all'interno
delcomposto ottenuto. Si conferma così l'origine della vita sulla terra.ELISABETTA IZZO5. Le biomolecole, grazie alla sintesi abiotica, possono essere sintetizzate senza la presenza di composti organici.BRODO PRIMORDIALE: reazioni di polimerizzazione su rocce calde, lava, argilla... Con la disidratazione le biomolecole creatosi ricadono in mare (sistema acquoso) e creano gocce oleose. Le gocce oleose catturano piccole sequenze peptidiche in grado di sviluppare attività enzimatica e quindi avere un metabolismo.Ipotesi del metabolismo iniziale di R.ShapiroPROTOBIONTI: precursori delle cellule. A lungo andare si trasformano in strutture più complesse, probabilmente date da una forma ibrida di acido nucleico che aveva la capacità di avere attività enzimatica. Questo acido nucleico arcaico è noto come RIBOZIMARIBOZIMA: acido nucleico/enzima, dotato di Rna con capacità catalitica, ovvero enzimatica, Riusciva a sintetizzare proteine e duplicarsiAncoraadesso dentro ai ribosomi troviamo tracce di ribozimi. Sono quindi nate vere e proprie cellule, semplici e di natura batterica.

ORIGINE DIVERSITA DEL PIANETA

1. Primi organismi anaerobi eterotrofi (vivono senza ossigeno)
2. Anaerobi autotrofi (si creano da soli sostanza organica, es: solfobatteri)
3. Autotrofi aerobi (consumano O2 E H2O e lo liberano nell'aria, rendendo così l'atmosfera ossidante)

ORIGINE EUCARIOTICA

Cellule complesse e con metabolismo molto attivo, consumano e liberano energia. Si conoscono due modelli.

MODELLO AUTOGENO:

La cellula fa tutto per conto suo, membrane interne alla cellula per separare il nucleo dal resto della cellula.

MODELLO ENDOSIMBIOTICO:

La cellula più grande porta al suo interno cellule più piccole che sanno svolgere funzioni che la cellula grande da sola non riuscirebbe a svolgere. Questo processo si chiama simbiosi, i piccoli aiutano la grande. Si parla di mitocondri nel caso di cellule animali, mitocondri e...

IZZOcloroplasti per la cellula vegetale. I mitocondri sono gli unici a condurre vitapropria fuori dalla cellula.Secondo questo modello, i mitocondri e i cloroplasti deriverebbero da antichiprocarioti che si sono introdotti in cellule più grandi. Qui i procariotiavrebbero dato origine a un rapporto di simbiosi, cioè uno scambio reciprocodi favori: la cellula più grande avrebbe fornito biomolecole e sali minerali,mentre i procarioti avrebbero fornito energia. La teoria viene dettaendosimbiontica appunto perché prevede una simbiosi, ossia un rapportovantaggioso, tra due organismi che vivono l’uno all’interno dell’altro.Gli eucarioti si sono generati 2,7 mld di anni fa, si capisce grazie alla presenzadi biomolecole note come STERANE (molecole derivanti da steroidi)ORIGINE INVERTEBRATISi passano vari stadi1. Protisti (celenterati, molluschi, crostacei, insetti)2. Forme coloniali di protozoi (unicellulari aggregati assieme, come lespugne)3.

Specializzazione degli aggregati cellulari (es. riproduzione, respirazione...)

Differenziamento di strutture per la locomozione, alimentazione... (nascita degli apparati)

Si sviluppa un sistema nervoso che governa tutto. Dall'unicellularità si passa alla pluricellularità

ORIGINE VERTEBRATI

Pesci, anfibi, mammiferi, uccelli

1. Accentuato sviluppo corporeo

2. Colonna vertebrale con struttura muscolare e ossea specializzate per il movimento (scheletro e vertebre)

3. Evoluzione delle strategie alimentari

4. Sviluppo centri sensoriali specializzati e cefalizzazione (collegamento con il cervello)