Appunti di Biologia applicata

Prof: Matteo Ramazzotti matteo.ramazzatti@unifi.it

Programma:

Teoria cellulare. I regni del mondo vivente. Gli elementi chimici della materia

vivente. L’acqua.

Le macromolecole: proteine, carboidrati, lipidi ed acidi nucleici.

La cellula procariotica. Batteri e Archea.

La cellula eucariotica. Il citoplasma: Ribosomi. Citoscheletro. Mitocondri e

cloroplasti: struttura e funzione. La teoria endosimbiontica.

Generalità sul metabolismo e sugli enzimi.

La membrana cellulare: proteine di membrana, trasposto passivo ed attivo.

Endocitosi, esocitosi.

Organizzazione dei genomi procarioti ed eucarioti. I cromosomi.

Le basi molecolari dell’ereditarietà: il DNA come agente trasformante.

Duplicazione del DNA.

Dal gene alla proteina: la trascrizione. Processamento dell’RNA.

Codice genetico e sue proprietà. Sintesi proteica.

Riproduzione cellulare: mitosi e meiosi.

Riproduzione asessuata e sessuata.

Virus BIOLOGIA

Molte sono state le teorie e gli esperimenti che hanno provato a spiegare come

fossero fati i vari organismi, ma soprattutto il nostro corpo. Il più significativo e

quello che ha dato vita alla mderna teoria cellulare fu l'esperimento di Pasteur.

Questo scienziato si accorse come inserendo all'interno di un contenitore di

vetro sigillato dell'acqua e che poi sarà bollita (per eliminare tutti gli organismi

al suo interno) in quest'ultima non si formavno nei giorni a venire nessuna

forma batterica nuova. L'esperimento venne rifatto, lasciand però il contenitore

dell'acqua aperto; quello che si vide fu la forazine di nuovi batteri all'interno

dell'acqua. Da questo esperimento si disse una cosa molto impotante: tutte le

forme di vita nascono da forme di vita già preesistenti, non è possibile la

generazione spontanea di un orgnismo. Da qua venne dato vita alla TEORIA

CELLULARE MODERNA:

<tutti gli esseri viventi sono costituiti da una o più cellule

<le cellule si originano da altre cellule

<le reazioni chimihe di un organismo vivente, compresi i meccanismi di

liberazione dell'energia e le reazioni di biosintesi avvengono all'interno delle

cellule

<le cellule contengono le informazioni ereditarie degli organismi di cui fanno

parte, e queste informazioni passano dalla cellula madre alla cellula figlia

LE CELLULE: esistono due tpi di cellule: eucariote e procariote, le prime soo

quelle più complesse e tipiche degli animali e dei vegetali, mentre le seconde

sono le più semplici, tipiche dei batteri e degli archea. Le cellule procariote:

hanno una gradezza di 1-2 micron, sono tipiche degli organismi unicellulari

ovvero fatti da un unica cellula che possiede vita autonoma e possibilità di

movimento autonomo. Esse sono composte da: parete cellulare (fa da scheleto

esterno, ne conferisce la forma e regola l'equilibrio idrico), membrana

citoplasmatica (ha una struttura analoga a quella

delle cellule eucariote), citoplasma (privo di organuli cellulari tranne i

ribosomi, questi ultimi sono privi di membrana e deputati alla sintesi dele

proteine), nucleoide ( è il luogo del citoplasma dove si trova il DNA circolare,

in quanto non esiste un vero e proprio nucleo che lo contenga).

Le cellule eucariote dalla grandezza variabile di 20-30 micron invece sono

tipiche degli organismi pluricellulari, ovvero formati da più cellule specializzate

nelle varie funzioni le quali però non hanno vita autonoma ma sono

costantemente in comunicazione tra loro.

-Quelle animali sono composte da:mitocondrio ( si trova nel citoplasma ed ha

forma di un bastoncello e come compito principale svolge la produzione di ATP

attraverso la respirazione cellulare, nonostante questo può anche sintetizzare il

gruppo EME, sintetizzare steroidi, accumulare Ca, Mg, regolare il metaboliso e

la duplicazione, mantenere il potenziale di membrana e ossidare acidi grassi.

Possiede un suo genoma, un mRNA e un tRNA, perciò potrebbe potenzialmente

fare la sintesi proteica.Ha una dppia membrana. Si riproduce per scissione

binaria e ha sempre origine materna), i ribosomi ( si trovano sia nel citoplasma

che sul reticolo endoplasmatico. Sono fatti da RNA e proteine. Sono composti

da due sub-unità e hanno come funzione quella di sintetizzare polipeptidi,

ovvero le proteine), il citosheletro ( è una rete di filamenti il cui obbiettivo è il

movimento e l'ancoraggio degli organuli, il movimento e l'impalcatura della

cellula, la trasmissione dei segnali. I filamenti che in esso si possono trovare

sono: i microtubuli, i microfilamenti e i filamenti intermedi.

-microtubuli:tubi cavi costituiti da α e β tubulina. Danno supporto strutturale,

spostano gli organuli e la cellua e infine compongono ciglia, flagelli e centrioli

-microfilamenti:sono strutture bastoncellari formati da actina che fungono da

supporto strutturale, spostano orgauli e cellula

-filamenti intermedi: fibre stbili e resistenti formati da polipeptidi. Fungono da

rafforzamento per il citoscheletro e danno forma alla cellula

Quelle vegetali invece risultano essere prive di lisosomi e centrioli, e di avere in

più i vacuoli, i cloroplasti e la parete cellulare. I cloroplasti sono organuli

membranosi a forma di disco piatto all'interno dei quali si svolge il processo

della fotosintesi clorofilliana: l'energia luminosa viene catturata in particolare

dai pigmenti di clorofilla e viene convertita in energia chimica (ATP e

NADPH). Su di esso sono presenti ribosomi.

Tutti gli organuli, con pochissime eccezioni, hanno una membrana permeabile

che permette gli scambi.

LA MEMBRANA CELLULARE: le cellule sono avvolte in un involucro detto:

membrana plasmatica (detta anche membrana cellulare o plasmalemma) il

quale ha come “scopo” quello di isolare l'interno della cellula dall'esterno.

All'interno di essa è presente il citoplasma, ovvero una porzione di cellula in

parte liquida (parte che prende nome di citosol)e in parte fatta da organelli

(ognuno dei quali può essere membranoso o non membranoso). Essa è

semipermeabile e questo è possibile sia dall'esterno all'interno che viceversa.

Questo trasporto può avvenire secondo due tipologie: trasporto attivo e

trasporto passivo. Il primo avviene contro gradiente (ovvero contro il normale

meccanismo di trasporto di una sostanza che va dal luogo più saturo a quello

meno saturo), e perciò abbiamo un dispendio di molta energia. Il secondo

avviene secondo gradiente e perciò non abbiamo consumo di energia. Questa

tipologia di trasporto si suddivide in due, ovvero: diffusione mediata da

La “semplice” avviene per le micromolecole senza l'utilizzo di

proteine e diffusione seplice.

proteine accessorie, ma solamente attraverso la membrana; le velocità di trasporto dipende dal

gradiente di concentrazione. La “mediata” deve farsi aiutare da proteine accessorie (dette anche

proteine carrier) che velocizzano il processo. Essa determina il trasporto di macromolcole sia

dall'interno all'esterno che viceversa a seconda del tipo di trasporto attuato (ovvero endo o esocitosi)

ENDOCITOSI:è il trasporto che va dall'esterno della cellula all'interno. Per funzionare a volte viene

utilizzata una proteina, la Clatrina (in questo caso viene detta cellula Clatrina dipendente altrimenti

Clatrina indipendente). Se viene utilizzata la proteina però la cellula ha un grosso dispendio

energetico. Quando viene utilizzata la proteina l'endocitosi viene detta: mediata da regolatori,

altrimenti viene detta pinocitosi.Una particolare endocitosi mediata è detta: fagocitosi. Essa ha

come differenza il fatto che invece di internare una proteina viene internata un'altra cellula (per

esempio fagocitosi di un virus da parte dei globuli bianchi)

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