Biologia applicata - Appunti

DNA

→ codifica per le proteine

→ informazione genetica

→ presente nel nucleo e nei mitocondri

→ si esprime come fenotipo

→ uniformità di struttura tridimensionale

→ formato da nucleotidi

→ doppio filamento destrorso

→ solchi maggiori e minori

→ giro completo 3,4nm (10 basi)

→ andamento antiparallelo

→ carico negativamente a causa di un leggero superavvolgimento negativo introdotto da

topoisomerasi

→ suscettibile a mutazioni

→ si replica in maniera precisa

→ A/G purine, C/T pirimidine

→ TIPI: A (in natura), B (in natura), C, D, E, H, L, P, Z (in natura)

→ A-DNA: ampia spirale destrorsa, solco minore largo e poco profondo, solco maggiore più

stretto e profondo, presente in condizioni non fisiologiche

→ Z-DNA: presenta modificazioni chimiche come la metilazione, andamento sinistrorso,

opposto al B-DNA

→ LEGAMI: idrogeno, interazioni idrofobiche, forze di van der Waals, interazione con cationi

→ TOPOISOMERI: due molecole uguali, ma con diverse caratteristiche topologiche

→ forma i cromosomi durante la mitosi e la meiosi

→ solitamente presente sotto forma di cromatina (DNA avvolto su proteine istoniche e non

istoniche ripiegato in modo vario)

→ EUCROMATINA: codificante, meno condensata, intensa attività di trascrizione

→ ETEROCROMATINA: non codificante, più condensata, estrema compattazione, 10%

→ NUCLEOSOMA: molecola di DNA avvolta attorno ad un ottamero (core proteico) istonico

(H2A, H2B,H3, H4)

Duplicazione DNA

→ semiconservativa, bidirezionale, asimmetrica

→ stampo, monomeri, enzimi, inneschi

→ doppia elica svolta dalla DNA polimerasi + proteine leganti il singolo filamento

→ nuovi nucleotidi aggiunti dalla DNA polimerasi in direzione 5' → 3'

→ c'è bisogno di un innesco (frammento di RNA sintetizzato dalla primasi o RNA polimerasi)

→ DNA polimerasi delta ha un'attività esonucleasica e polimerasica in direzione 5' → 3'

→ filamento principale vecchio 3'-> 5'

→ filamento ritardato vecchio 5' → 3' (frammenti di Okazaky)

→ DNA ligasi forma i legami fosfodiesterici

→ più origini di replicazione

→ primer RNA rimosso dall'endonucleasi

→ telomerasi aggiunge le estremità telomeriche (TTAGGG)

Trasporto

→ attivo o passivo

→ DIFFUSIONE: movimento passivo di molecole prive di carica secondo gradiente di

concentrazione (semplice o facilitata)

→ PROPRIETÀ DIFFUSIONE: processo passivo, secondo gradiente, raggiungimento

dell'equilibrio, rapida su brevi distanze e lenta su lunghe distanze, direttamente correlata alla

temperatura, il tasso di diffusione è inversamente correlato al peso e alla dimensione

molecolare, può avvenire in un sistema aperto o attraverso una barriera

→ gli ioni non si muovono solo per diffusione, ma seguono anche gradienti elettrici

→ DIFFUSIONE SEMPLICE: solo molecole liposolubili, la velocità dipende dalla capacità della

sostanza di sciogliersi nel doppio strato, il tasso di diffusione è direttamente proporzionale alla

superficie della membrana

→ TRASPORTO MEDIATO: diffusione facilitata e trasporto attivo

→ DIFFUSIONE FACILITATA: trasporto mediato da proteine integrali di membrana note come

trasportatori o carrier (uniporto, simporto, antiporto), acquaporine, canali ionici

→ TRASPORTO ATTIVO: contro gradiente di concentrazione, primario o secondario, utilizza

ATP direttamente o indirettamente ([Na⁺])

→ trasporto mediato da carrier è caratterizzato da specificità, competizione e saturazione

→ TRASPORTO VESCICOLARE: fagocitosi, pinocitosi, endocitosi, endocitosi mediata da

recettori, esocitosi

→ FAGOCITOSI: solo i fagociti, processo mediato da actina, avvolge un batterio o una grande

particella, si fonde con un lisosoma, richiede ATP

→ ENDOCITOSI: la superficie della membrana forma un incavo, vescicole piccole, fossette

rivestite di clatrina, funzione essenziale che ha luogo sempre, richiede ATP, si dice pinocitosi se

prende liquido, nella mediata da recettore il complesso ligando-recettore migra fino alla

fossetta rivestita e poi si forma la vescicola nella quale ligando e recettore si separano, può

utilizzare anche calveole al posto di fossette rivestite di clatrina

→ ESOCITOSI: processo inverso all'endocitosi, richiede ATP, le vescicole create all'interno della

cellula si fondono con la membrana e rilasciano molecole nel LEC, le proteine Rab aiutano la

vescicola ad aderire alla membrana, le proteine SNARE facilitano la fusione delle membrane,

può essere mediata da Ca²⁺

Acidi nucleici

→ DNA e RNA

→ macromolecole lineari risultanti dall'unione covalente di nucleotidi

→ NUCLEOTIDI: formati da zucchero pentoso (deossiribosio o ribosio), gruppo fosfato e base

azotata (timina. Citosina, uracile, adenina, guanina)

→ A-T due legami idrogeno

→ C-G tre legami idrogeno

→ zucchero e gruppo fosfato legame fosfodiesterico (C5'-gruppo fosfato-OH3')

RNA

→ ribosio

→ uracile al posto della timina

→ mRNA, rRNA, tRNA

→ senza doppia elica, ma a volte può averla

→ essenziale per la sintesi delle proteine (DNA → RNA → proteine)

→ mRNA: trasporta l'informazione per la sintesi delle proteine dal nucleo al citoplasma, è

soggetto a modificazioni dopo la sua sintesi, filamento poliribonucleotidico con sequenza

complementare a quella del DNA codificante proteine, ha lunghezza variabile, presenta

all'estremità 5' un cappuccio costituito da un residuo terminale di G metilato e da due molecole

di ribosio del penultimo e terzultimo residuo anche esse metilate che rendono la molecola più

stabile, l'estremità 3' presenta una lunga coda poli-A che aumenta la stabilità della molecola

→ rRNA: è sintetizzato usando il DNA presente nel nucleolo, costituisce la maggior parte

dell'RNA cellulare e dei ribosomi, è deputato alla decodifica dell'mRNA e all'unione degli

amminoacidi

→ tRNA: è il più piccolo tipo di RNA, lega in modo specifico e attiva gli amminoacidi

trasportandoli al complesso ribosoma-mRNA per il loro legame nella catena polipeptidica, per

ognuno dei 20 amminoacidi ne esiste almeno uno specifico, filamento poliribonucleotidico in

cui possono essere presenti anche residui di timina o nucleotidi insoliti o basi azotate rare,

l'estremità 5' contiene legata covalentemente una molecola di acido fosforico, l'estremità 3'

termina sempre con la sequenza C-C-A, ha una forma tridimensionale simile ad una L

rovesciata, è piuttosto compatta, presenta tratti a doppia elica, interazioni tra basi

complementari, estremità 5' fosforilata → ansa D → ansa dell'anticodone → braccio extra

(variabile) → ansa T → sito di attacco dell'amminoacido in 3' C-C-A

Proteine ABC

→ trasportatori di membrana di una grande varietà di substrati

→ dominio che utilizza ATP

→ trasportatori transmembrana

→ farmaci, prodotti metabolici, lipidi, steroli

Glicocalice

→ glicoproteine e glicolipidi sulla superficie della cellula che formano uno strato protettivo

→ gruppi sanguigni

→ protegge la superficie cellulare dal danneggiamento chimico e meccanico lubrificando la

superficie e assorbendo acqua

→ riconoscimento cellula-cellula

Proteine transmembrana

→ proteine strutturali, enzimi, recettori, trasportatori

→ STRUTTURALI: connettono la membrana al citoscheletro, creano giunzioni cellulari, fanno

aderire la cellula alla MEC

→ ENZIMI: catalizzano le reazioni chimiche che hanno luogo sulla membrana o appena dentro

la cellula

→ RECETTORI: parte del sistema di trasmissione dei segnali chimici, complesso

recettore-ligando che innesca una risposta

→ TRASPORTATORI: spostano le molecole attraverso le membrane, canale o carrier

Proteine motrici

→ associate al citoscheletro

→ miosine, chinesine, dineine

→ utilizzano ATP

→ miosine legano actina, contrazione

→ chinesine e dineine favoriscono il movimento delle vescicole lungo i microtubuli

→ due teste che si legano alla fibra del citoscheletro, un collo e una regione che si lega al carico

→ le teste si legano alternativamente alle fibre del citoscheletro e all'ATP

Smistamento delle proteine

→ le specifiche proteine si spostano dai ribosomi direttamente al luogo in cui sono necessarie

dentro la cellula

→ hanno una sequenza segnale, ovvero un speciale segmento di amminoacidi

→ le proteine sintetizzate sul RER hanno una sequenza segnale che le trasporta nel suo lume

→ quando la proteina arriva a destinazione gli enzimi rimuovono la sequenza segnale

Modificazioni post-traduzionali

→ la proteina rilasciata da un ribosoma presenta una struttura primaria

→ tre modificazioni, taglio, legame a molecole o gruppi, legami crociati

→ la catena viene ripiegata in una struttura terziaria

→ legami crociati

→ tagliata in frammenti

→ assemblaggio con altre proteine a formare un polimero (struttura quaternaria)

Via di ricezione dei segnali

→ una cellula risponde ad un segnale solo se possiede le proteine recettoriali adeguate

→ la molecola segnale è un ligando che si lega al recettore, primo messaggero

→ il recettore è attivato

→ il recettore attiva una o più molecole di segnalazione intracellulare

→ l'ultima molecola della catena determina la risposta

→ localizzate all'interno della cellula o sulla membrana

→ recettori canale (ligando-dipendenti), recettori enzimatici, recettori associati a proteine G,

recettori costituiti da integrine

→ il primo messaggero attiva il recettore, questo attiva delle proteine a lui associate che

possono attivare proteinchinasi che trasferiscono un gruppo fosfato dall'ATP ad una proteina

oppure attivare enzimi amplificatori che sintetizzano secondi messaggeri, questi modificano

l'apertura di canali ionici o aumentano la concentrazione intracellulare di calcio o modificano

l'attività di proteinchinasi o di proteinfosfatasi per la fosforilazione o la defosforilazione delle

proteine, le proteine modificate dal legame con ioni calcio o da fosforilazione controllano enzimi

delle vie metaboliche o proteine motrici per la contrazione muscolare o del movimento del

citoscheletro o proteine che regolano l'espressione genica e la sintesi proteica o proteine di

trasporto attraverso la membrana e proteine recettore

Vie del secondo messaggero

SECONDO PRODOTTO ENZIMA COLLEGATO AZIONE EFFETTI

MESSAGGER D