Biologia Umana - Appunti Completi

NO SI

Nucleo NO SI

Citoscheletro NO SI

Organuli Singola Molecola Circolare Molecole Multiple Lineari

Cromosomi

Caratteristiche comuni a procarioti e eucarioti

Sia i procarioti che gli eucarioti presentano però alcuni caratteristiche comuni:

1. La membrana plasmatica

2. Presenza di DNA

3. Meccanismi di trascrizione e traduzione simili

4. Le vie metaboliche sono spesso simili, come la glicolisi, presente sia nei procarioti

che negli eucarioti

L’energia viene immagazzinata sotto

5. forma di ATP

6. Meccanismi simili di fotosintesi, tra procarioti e eucarioti vegetali

Organismi autotrofi: Gli organismi autotrofi sono quegli organismi capaci di assumere le

sostanze inorganiche dall’ambiente e trasformarle in sostanze organiche (esempio possono

essere le piante).

Organismi eterotrofi: Gli organismi eterotrofi sono quegli organismi incapaci di sintetizzare

autonomamente sostanze organiche e che, quindi, si trovano costretti a nutrirsi di sostanze

organiche prodotte dagli organismi autotrofi: è tipico il caso degli animali che si alimentano

direttamente (erbivori) o indirettamente (carnivori) di vegetali.

Organismi costituiti da un’unica cellula.

Organismi unicellulari:

Organismi pluricellulari: Organismi composti da più cellule, che si uniscono a formare

tessuti, i quali costituiscono gli organi, che a loro volta compongono gli apparati.

L’importanza del differenziamento cellulare

La complessità e la diversità delle varie cellule eucariotiche si realizzano attraverso il

che ha luogo durante l’embriogenesi.

cosiddetto differenziamento,

Le cellule degli organismi pluricellulari sono costituite da organuli simili fra loro. Tuttavia, il

numero, la posizione e l’aspetto di questi organuli variano col tipo di attività cellulare e col

Per esempio, nell’intestino le cellule epiteliali che

compito che la cellula si trova a svolgere.

guardano verso il lume intestinale, possiedono alcune estroflessioni, chiamate microvilli.

Questi derivano da un differenziamento, con lo scopo di aumentare l’estensione dell’intestino

e, dunque, migliorare la capacità di assorbimento delle sostanze nutritive. Ogni cellula,

quindi, si differenzia e si specializza nella direzione del compito e della funzione che andrà a

svolgere.

Le molecole biologiche

Le principali molecole biologiche sono:

1. Le proteine

2. I carboidrati

3. I lipidi

4. Gli acidi nucleici (DNA e RNA)

In composizione chimica, una cellula eucariotica è composta principalmente d’acqua (circa il

70%). Il resto sono ioni, zuccheri, amminoacidi, acidi grassi e altre macromolecole. La

molecola dell’acqua, essendo fortemente asimmetrica, perché polare, tende a formare legami

idrogeno sia con altre molecole d’acqua presenti nella cellula, sia con altre molecole polari.

Le sostanze che interagiscono con l’acqua prendono il nome di idrofiliche, mentre quelle che

rifuggono l’acqua si chiamano idrofobiche.

I carboidrati

I carboidrati si distinguono in monosaccaridi (CH O) e polisaccaridi.

2

I monosaccaridi con 5 o più atomi di carbonio possono ciclizzare e formare anelli (risulterà

un anello a pentagono, se il monosaccaride possiede 5 carboni; un esagono se ne ha 6, ecc…).

5 Carboni C H O Zucchero pentoso Ribosio

5 10 5

6 Carboni C H O Zucchero esoso Glucosio

6 12 6

I polisaccaridi derivano dall’unione di molti monosaccaridi, attraverso la formazione di un

che comprende l’eliminazione di una molecola di H O: l’ossigeno fa da

legame glicosidico, 2

ponte e permette il legame di 2 carboni di 2 monosaccaridi vicini.

La demolizione di zuccheri fornisce energia alla cellula e il materiale per la sintesi dei

costituenti cellulari. I polisaccaridi hanno, però, anche altre funzioni, oltre a quello

energetico:

1. Sono molecole di adesione

2. Sono molecole di trasporto

3. Sono molecole di riconoscimento (markers di superficie)

Il glucosio, a seconda del modo in cui si lega e a seconda del numero di monosaccaridi che si

legano, può dare forma a più tipologie di polisaccaridi:

Se è legato tramite legami 1,4α o 1,6α, allora si forma il

1. glicogeno

Se è legato tramite un unico legame 1,4, si ha l’amido

2.

3. Se è legato tramite un unico legame 1,4, ma in diagonale (coinvolge quindi un C con

un Ohβ) si ha la cellulosa

I lipidi

I lipidi svolgono principalmente 3 funzioni:

1. Fungono da deposito di energia

2. Compongono le membrane cellulari

3. Fungono da segnali

Riguardo al punto 3, esistono infatti i lipidi messaggeri, che convogliano i segnali dai

recettori di superficie fino ai bersagli all’interno della cellula e gli ormoni steroidei, come gli

estrogeni o il testosterone.

I lipidi più semplici sono gli acidi grassi, costituiti da lunghe catene di (-CH2-), con 16 o 18

atomi di carbonio. Questi corpi sono idrofobici. Essi presentano un gruppo carbossilico

) ad un’estremità, chiamata

-

(COO testa, idrofilica.

Si distinguono in:

1. Saturi, quando il carbonio non presenta doppi legami

2. Insaturi, se sono presenti doppi legami carbonio-carbonio

Tra i lipidi più complicati, invece, troviamo i grassi o triacilgliceroli o trigliceridi. Questi

sono composti da 3 acidi grassi, legati ad una molecola di glicerolo. Dalla loro demolizione

viene prodotta energia con un’efficienza più che doppia rispetto a quella dei carboidrati.

Fosfolipidi: I fosfolipidi sono i principali componenti delle membrane cellulari. Sono

costituiti da 2 acidi grassi, legati ad un gruppo polare, il fosfato, che a sua volta si lega a

molecole polari. La testa è sempre idrofilica, mentre la coda è idrofobica. Tutte le molecole

costituite da una testa idrofilica e una coda o corpo idrofobico, vengono chiamate

anfipatiche. Questo comporta che, in ambiente acquoso, si orientino autonomamente, a

creare, per esempio, la membrana cellulare.

Altri lipidi sono gli steroidi, non più catene ma anelli, esagonali o pentagonali (es.:

colesterolo, cortisolo). Il colesterolo è un costituente delle membrane, insieme ai fosfolipidi.

Esso dona fluidità alla membrana, poiché interrompe la rigidità a cui i fosfolipidi, essendo

catene lineari, costringono quest’ultima.

Proteine

Le proteine trasformano in azioni le informazioni genetiche. Hanno più funzioni:

1. Sono componenti strutturali

2. Trasportano ed immagazzinano molecole (emoglobina)

3. Trasmettono informazioni tra cellule (ormoni proteici)

4. Forniscono difese contro le infezioni (anticorpi)

5. Sono enzimi, ossia catalizzatori di quasi tutte le reazioni biologiche

Le proteine sono dei biopolimeri, costituiti da catene

di aminoacidi. Gli aminoacidi sono 20.

Ciascun aminoacido è formato da:

Un C centrale, il Cα, legato ad un H;

1.

2. Un gruppo carbossilico

3. Un gruppo amminico

4. Un catena laterale R

Quando al posto di R troviamo un solo atomo di H,

allor abbiamo l’aminoacido più semplice, ossia la

glicina.

è quindi composta da una sequenza di aminoacidi, determinata dall’ordine dei

Ogni proteina

nucleotidi di un gene. Si viene, così, a formare una struttura primaria: gli aminoacidi si

legano fra loro tramite un legame peptidico tra un gruppo carbossilico e un gruppo amminico,

con la perdita di una molecola di acqua.

Ciascuna proteina assume poi una configurazione tridimensionale, determinata dalle

interazioni degli aminoacidi: avremo, quindi, una struttura secondaria, terziaria e quaternaria.

Gli acidi nucleici

DNA e RNA vengono chiamati acidi nucleici. Il DNA è il materiale genetico degli eucarioti.

L’RNA è di 3 tipi principali:

1. mRNA (RNA messaggero): trasporta le informazioni del DNA ai ribosomi, dove

avviene la sintesi proteica

2. rRNA (RNA ribosomiale)

3. tRNA (RNA transfert)

DNA e RNA sono polimeri costituiti da:

1. Basi azotate (purine, ossia guanina e adenina, e pirimidine, ossia citosina e timina o

uracile)

Zuccheri (deossiribosio per il DNA e ribosio per l’RNA)

2.

3. Gruppo fosfato

Se abbiamo un legame fra una base e uno zucchero, abbiamo un nucleoside. Se a questo

aggiungiamo un gruppo fosfato, abbiamo invece un nucleotide.

I legami che costituiscono il DNA e l’RNA sono e l’informazione viene

fosfodiesterici

trasmessa secondo l’appaiamento delle basi, sempre A-T o A-U e G-C.

L’ATP, un nucleotide, è la molecola energetica più importante della cellula. L’ATP rilascia,

infatti, la sua energia, cedendo un gruppo fosfato e divenendo ADP.

Funzioni delle membrane

La membrana cellulare ha una funzione principale, ossia quella di compartimentare

l’ambiente cellulare in zone isolate. Così facendo, infatti, permette alla cellula di svolgere

contemporaneamente compiti differenti, evitando che possano andare ad interferire fra loro.

Altra importantissima funzione della membrana è, però, quella di selezionare le sostanze

impedire ad alcune di penetrare all’interno

permeabili ed della cellula. Inoltre, la membrana è

anche sede di recettori chimici che, combinati con particolari molecole, i ligandi, permettono

l’emissione di segnali o stimoli per inibire o avviare attività cellulari (trasduzione del

segnale). Altra importante funzione è quella di permettere alle varie cellule di interagire fra

loro, scambiarsi materiali ed informazioni. Infine, sulla membrana, per esempio quella dei

cloroplasti, viene effettuata la conversione di una forma di energia in una forma diversa

(fotosintesi). Comincia con l’esterno. La sua struttura, un doppio strato

La membrana plasmatica:

fosfolipidico, è una membrana selettiva. Questa membrana, costituita da fosfolipidi e

proteine, si chiama lipoproteica. Oltre ai fosfolipidi, sulla membrana troviamo gli

sfingolipidi, i glicolipidi e il colesterolo. Oltre ai lipidi troviamo i carboidrati, legati ai lipidi

(si formano i glicolipidi) o alle proteine di membrana (si formano le glicoproteine).

I carboidrati sono molto importanti: per esempio, i carboidrati che compongono i glicolipidi

della membrana plasmatica degli eritrociti, determinano il gruppo sanguigno.

Troviamo poi le proteine di membrana. Queste sono orientate, ossia hanno una posizione

particolare: abbiamo una asimmetria di composizione fra l’interno e l’esterno della cellula.

Le proteine, dette di transmembrana, attraversano tutta la membrana. Le proteine

invece, sono situate completamente all’esterno o all’interno del doppio strato di

periferiche,

fosfolipidi.

Come già detto, la membrana ha anche la funzione di permettere lo scambio di sostanze

nutritive e molecole. I meccanismi attraverso i quali ciò è possibile sono:

1. Diffusione