Appunti Biologia generale

PROTISTI

diplonti aplonti

I cicli biologici fondamentali sono: negli animali (meiosi gametica), nei

aplodiplonti

protisti e nei funghi (meiosi zigotica) e nelle piante (meiosi intermedia).

mitosi:

Negli eucarioti la divisione cellulare avviene per da una cellula diploide (2n) si

meiosi:

formano altre due cellule diploidi (2n). La riproduzione sessuale avviene tramite si

formano gameti aploidi (n) destinati ad unirsi per formare una nuova cellula diploide (2n),

detta zigote.

protisti

I hanno avuto origine da complesse interazioni tra batteri, archea e primitive

cellule eucariotiche. Sono un regno eterogeneo di classi cazione di cile. La

classi cazione attuale è:

- Excavata (mastigophora; euglenophyta);

- Rizaria (foraminifera, radiolaria);

- Stramenopila (diatomee);

- Alveolata (dino agellates, apicomplexa, ciliata)

- Ameboza (lobosa, thecata, myxomycetes);

- Opistokonta (choano agellates);

alghe verdi

Le possono essere sia unicellulari che coloniali. Sono spesso classi cate

come protisti.

Alcuni protisti non hanno i mitocondri ma non provvisti di un particolare organello a

doppia membrana, privo di genoma che probabilmente svolge le funzioni del mitocondrio.

La perdita dei mitocondri è un adattamento alla vita parassitaria e in condizioni

anaerobiche.

ciliati

I hanno una super cie cellulare molto complessa. Hanno due nuclei: un

micronucleo a funzione riproduttiva e un macronucleo a funzione trascrizionale e

traduzionale.

apicomplexa

Gli sono i protisti con la maggior importanza per la salute umana. Sono

mosaici di una antico organismo eucariotico costituiti da un’alga e da un proteobatterio

che hanno formato rispettivamente l’apicoplasto e i mitocondri.

MALARIA

plasmodium falciparum

Durante il suo ciclo vitale, il assume forme diverse, come:

sporozoiti, merozoiti, schizonti, gametociti, oocisti.

malaria

La colpisce soprattuto zone povere, causando 435000 morti all’anno (93% in

africa, soprattutto bambini sono i cinque anni).

L’artemisia è usata nella farmacopea tradizionale cinese come rimedio contro le febbri. Il

principio attivo (artemisina) estratto a bassa temperatura ha proprietà antimalariche,

scoperte da Tu Youyou.

L’amodiachina, derivato della clorochina, è un antimalarico, antin ammatorio e un

potente schizonticida. DNA

—> Mendel descrive le “unità di eredità”;

1865 11

fi fl fl fi fi fi ffi fi

—>

1869 Miescher isola la “nucleina” (DNA) dalle cellule germinali di trota;

—>

1903 Sutton propone l’ipotesi che i cromosomi contengano materiale genetico;

—> Morgan avanza l’ipotesi che i geni possano mutare, in base a studi su

1908

drosophila;

—>

1927 Muller scopre che i raggi x provocano mutazioni sui cromosomi;

—> Gri th scopre il “principio trasformante”;

1928 —>

1941 Beadle e Tatum propongono l’ipotesi “gene-enzima”;

—> Avery, Macleod e Mccarty dimostrano che il DNA è il cosiddetto “principio

1944

trasformante” scoperto da Gri th;

—> Harsey e Chase dimostrano che il DNA contiene materiale genico;

1952 —> Scoperta della struttura a doppia elica del DNA da parte di Watson e Crick;

1953 —>

1960 Scoperta dell’RNA messaggero;

—> Identi cazione completa del codice genetico da parte di Nirenberg e Ochoa;

1966 —>

1973 Clonazione dei geni eucaristici in vettori plasmidici;

—>

1976 Gurdon ottiene la prima clonazione di un vertebrato;

—> Metodo di Sanger per il sequenziamento del DNA: primo genoma virale

1977

sequenziato;

—>

1984 Inizio del progetto genoma umano, con durata prevista di vent’anni;

—> Prima prova di terapia genica nell’uomo;

1993 —> Primo genoma di un organismo vivente completamente sequenziato;

1995 —>

1997 Prima clonazione di un mammifero (la pecora Dolly);

—> Sequenziamento del genoma umano.

2001

Regola di Charga (1949) —> il DNA isolato da organismi diversi conteneva sempre una

quantità di adenina uguale a quella di timina, ed una quantità di guanina uguale a quella

di citosina. semiconservativa,

La replicazione del DNA è i lamenti di DNA sono antiparalleli quindi

la loro replicazione avviene in modo diverso. L’enzima che consente la replicazione del

DNA polimerasi,

DNA è la scoperta da Kornberg nel 1956. La DNA polimerasi segue

direzione 5’—>3’.

l’appaiamento e l’aggiunta di nuovi nucleotidi solo in L’enzima primasi

primer,

costruisce il un tratto di RNA ibridato con il DNA tempo per fornire alla DNA

polimerasi un’estremità 3’ da cui iniziare ad aggiungere nucleotidi in direzione 5’—>3’. La

replicazione del DNA inizia in corrispondenza di una sequenza di basi detta origine della

bidirezionale:

replicazione. Essa è nei procarioti vi è un’unica origine della replicazione e

la Bolla di replicazione (ori) è una sola mentre negli eucarioti vi sono dino a 1000 origini

della replicazione e numerose bolle di replicazione (regioni orc). La DNA polimerasi ha un

ruolo fondamentale nel riparo dei tratti di DNA con basi errate o lesionate: attività di

correzione delle bozza, la DNA polimerasi non copia il DNA in modo perfetto, ma

commette un errore più o meno ogni miliardo di basi copiate. alcune DNA polimerasi sono

in grado di eseguire la correzione degli errori muovendosi all’indietro di un una base ed

esercitando un’attività esonucleasica in direzione 3’—>5’ che taglia la base errata. Dopo il

taglio della base errata, la DNA polimerasi inserisce la base corretta in direzione 5’—>3’ e

prosegue nella replicazione.

DNA polimerasi di translesione

La sostituisce la DNA polimerasi sul lamento guida

quando viene danneggiato e la replicazione si ferma. Questo permette alla replicazione di

proseguire dopo aver saltato il di gruppo di basi lesionato, che sarà poi riparato con

qualche errore.

dimeri di pirimidine

I sono la tipica lesione molecolare del DNA provocata da

esposizione a raggi ultravioletti A (UVA). Essi saldano insieme due pirimidine, vicine sullo

stesso lamento, deformando il DNA e bloccando la replicazione. Se non riparati sono

una delle cause principali di melanoma. 12

fi ffi fi f ffi fi fi

telomerasi

L’enzima è una trascrittasi inversa che ripara le estremità delle molecole di

DNA usando come stampo RNA. È una proteina con attività retrotrascrizionale che usa

come stampo una molecola di RNA per replicare i telomeri dei cromosomi degli eucarioti.

TRASCRIZIONE E SINTESI PROTEICA

Il gene costituito da una sequenza di nucleotidi di DNA, deve quindi dirigere la formazione

di una sequenza di amminoacidi che costituiranno il polipeptide.

L’RNA è l’acido ribonucleico, il primo acido nucleico apparso sulla terra. È una

macromolecola a catena singola. Un polimero di unità, dette nucleotidi, composte da un

gruppo fosfato, una base azotata (adenina, guanina, citosina o uracile) e da un pentoso

sintesi proteica trascrizione traduzione del

(ribosio). Ha un ruolo centrale nella e nella e

messaggio.

dogma centrale

Il indica la direzione normale in cui è trasmessa l’informazione genica

(DNA—>RNA—>proteina).

polimerasi

L’RNA copia in RNA il lamento di DNA, seguendo dei passaggi:

- Si lega ad un sito promotore sul DNA;

- Induce l’apertura della doppia elica;

- Aggiunge nucleotidi di RNA in direzione 5’—>3’;

- Trascrive uno solo dei due lamenti di DNA;

- Raggiunge una sequenza di DNA che costituisce un”segnale di terminazione”

della trascrizione e si stacca;

- Rilascia la molecola di RNA trascritto.

L’RNA trascritto è quindi complementare ad uno dei due lamenti di DNA. Esistono tre tipi

di RNA polimerasi che producono:

- I—> rRNA;

RNA polimerasi

- II—> mRNA;

RNA polimerasi

- III tRNA.

RNA polimerasi —>

Nei procarioti non è presente una membrana nucleare, quindi la trascrizione e la

traduzione avvengono simultaneamente nel citoplasma.

Negli eucarioti l’RNA trascritto deve essere modi cato tramite splicing: i segmenti di RNA

introni esoni.

asportati sono detti mentre quelli restanti Gli esoni sono vengono uniti fra

splicing

loro per formare l’mRNA degli eucarioti. Lo è eseguito dallo spliceosoma

(complesso di piccole ribonucleproteine), permette di ottenere mRNA di erenti e quindi

dei geni).

proteine diverse (espressione

codice genetico

Il è il sistema universale di simboli che trasferisce informazioni dal DNA

all’RNA e dall’RNA alle proteine.

genoma

Il è l’insieme delle informazioni genetiche contenute in un organismo ed è

suddiviso in genoma nucleare (cromosomi) e in genoma degli organelli (mitocondri e

cloroplasti). RIBOSOMI

I ribosomi sono grandi macchine molecolari per la sintesi proteica. Nei procarioti sono

70s mentre negli eucarioti sono 80s. Sono formati da rRNA e proteine.

Inizio della sintesi proteica: 13

fi fi fi fi ff

- Una subunità ribosomiale minore si lega ad una molecola di mRNA. Nella cellula

procariotica il sito di legame di questa subunità riconosce speci catamente una

sequenza nucleotidica posta sull’mRNA, subito a monte del cotone d’inizio. Una

prima molecola di tRNA con l’anticodone UAG, si appaia al cordone di inizio,

AUG. Questo tRNA trasporta l’amminoacido metionina.

- L’arrivo di una subunità ribosomiale maggiore completa il complesso d’inizio.

Proteine note come fattori d’inizio sono necessarie per riunire insieme tutti i

componenti della traduzione. Il GTP fornisce l’energia necessaria per

l’assemblaggio. Il tRNA iniziale si trova nel sito P, il sito A è disponibile per il

tRNA che trasporta l’amminoacido successivo.

Nei procarioti l’appaiamento tra le due sequenza (rRNA e mRNA) allinea il codon AUG al

sito P. Negli eucarioti la subunità minore si lega al 5’ cap dell’mRNA e si sposta lungo

l’mRNA no ad incontrare il codon AUG d’inizio.

La subunità maggiore del ribosoma catalizza la formazione del legame peptidico tra

l’amminoacido nel sito P e l’amminoacido nel sito A.

Fase di terminazione della traduzione:

- Quando un ribosoma raggiunge un cordone di terminazione sul’mRNA, il sito A

del ribosoma viene occupato da una proteina, detta fattore di rilascio, al posto

del tRNA.

- Il fattore di rilascio idrolizza il legame tra il tRNA de