Biologia - Appunti lezioni

Sassari, 22-10-2013

BIOLOGIA (5 CFU)

ORGANISMO VIVENTE = Caratteristiche speciali (Mayr)

• Complessità e organizzazione

  Esistono vari livelli di complessità (molecole, cellule, tessuti, organi, sistemi, organismi).

  I viventi svolgono reazioni metaboliche per prendere energia dall'ambiente e si riproducono e si adattano per rispondere agli stimoli ambientali.

• Unità chimica

  I viventi sono composti da biomolecole uniche (acidi nucleici, proteine, polisaccaridi, lipidi) costituite da pochi monomeri, che definiscono la struttura della molecola, che è fondamentale per la sua funzione (specificità).

• Aspetti qualitativi

  I viventi sono difficilmente quantificabili; per essi si analizzano gli aspetti più che quelli quantificati.

• Unità e variabilità

  Classi di entità uniche che variano nel tempo.

• Possesso di un programma genetico

  Punto chiave nella distinzione tra viventi e non viventi.

  I viventi sfruttano il genoma per adattarsi.

• Natura storica

  Gli organismi hanno una discendenza storica causale anche se...

spesso tra essi non si trovano somiglianze, e alcune caratteristiche si selezionano nella discendenza (ricombinazione nella riproduzione sessuata)

• Indeterminatezza e imprevedibilità

Loo studio richiede un approcco probabilistico questo perché i viventi sono attualmente imprevedibili.

Storia delle scoperte in biologia

1850 % circa: L'ereditarietà è nel nucleo cellulare

1869 %: Miescher chiama nucleina, materiale ricco di fosforo, la molecola estratta dai linfociti e, nel 1874, la rianalizza dal optnura di soluzione viole che era associata ad una proteina (protamina).

1873 %: Flemming chiama cromatina il materiale colorabile adl nucleo (cromatina = nucleina)

1883 %: Aitman elimina la nucleina

1880 %: La cromatina soddisfa tutti i requisiti richiesti per il materiale genetico, ma, non avvando strumenti per andare oltre, non troppano le ricerche.

1910 %: Gli acidi nucleici sono polimeri di nucleotidi (nucleotide [base] diverse parti ovvenli per la teoria tetranucleotidica -> Abbondanza dell'idea che il DNA forse il materiale genetico, dato che era troppo piccolo e monotono (solo 4 basi). Si rivertuzzavano verso le proteine.

1930 %: Drew e Jacobs distinguono due acidi nucleici:

1. Acido disunonucleico = animali
2. Acido disunonucleico = piante

1930 - 1940 %: Chi rusca olii polimeri -> Ultra centrifugaaroni assorintamento luce, differavlone raggi X. di molecole di DNA diverse.

Disegno dell'esperimento

• Ipotesi (un'unica o multiple)
• Analisi dei risultati ottenuti (aspetto qualitativo e quantitativo)

Esempio: Io ipotizzo una reazione _S→_P Devo essere in grado di vedere il segnale che mi mostra la trasformazione (qualit.) e devo essere in grado di misurare reagente e prodotto formato (quantit.)

In base a ciò, scelgo come monitorare i dati (quantitativo) L'aspetto qualitativo serve per l'osservazione del risultato ottenuto, per essere anche in grado di ricavare quello inatteso.

• Scelta del metodo di misura adatto (semplice, rapido, attuabile)
• Scelta di esperimenti controllati
• Possibilità di isolare le variabili

• Controlli negativi
• Controlli positivi

Lo posso rendere le variabili indipendenti (variarle e modificare a mia scelta) e porle in un sistema di assi cartesiani e metterle in relazione, per vedere se tra loro sono dipendenti o no.

y

y non varia al variare di x. Sono indipendenti

LA CELLULA

Cellula: Termine coniato da Robert Hooke nel 1665. Facendo delle osservazioni al microscopio, alle sottili sezioni di sughero, identificò delle piccole strutture distinte, apparentemente vuote, simili alle piccole camere dei monaci ("Cellule" = piccole stanzue).

In realtà ciò che osservò era ciò che rimaneva delle cellule, e vale a dire la parete cellulare delle cellule vegetali.

• Leeuwenhoek:
  • Vide il 1° organismo cellulare vivente (protozoo) e poi i batteri.
• Purkinje/Valentin:
  • Notarono che i tessuti animali erano composti da cellule.
• Robert Brown:
  • Botanico che descrisse il nucleo. Mentre definì citoplasma lo spazio cellulare interno tra nucleo e membrana.
• Schleiden/Schwann:
  • 1838. Basi per la teoria cellulare. Dimostrarono che le cellule erano gli elementi costitutivi dei viventi.
• Virchow:
  • Ogni cellula può provenire da cellule preesistenti ("OMNIS CELLULA EX CELLULA").

Teoria Cellulare

• Tutti i viventi sono formati da una o più cellule.
• La cellula è la più piccola forma di vita.
• Ogni cellula proviene da cellule preesistenti.
• Accettata nel 1860 con gli studi di Louis Pasteur (No generazione spontanea cellulare).

Batteri (Eubatteri)

Abitano negli ambienti più estremi; probabilmente tutte le altre cellule

Eucariota:

Eu + karion (nucleo buono)

• Nucleo ben distinto
• Dimensioni: maggiori dei procarioti (5-30 μm)
• Si trovano:
  • membrana
  • citoplasma
  • nucleo
  • organuli

Citoplasma

Citoplasma = citosol + organuli

• Citosol: fase liquida, vischiosa e non strutturata da ioni e molecole organiche
• Contiene il citoscheletro

Membrana Plasmatica

Membrana plasmatica = racchiude il materiale cellulare

• Sottile rivestimento che avvolge la cellula (5 nm) = Annettamento
• Superficie di scambio
• Fosfolipidi + proteine (b/p layer)

Organuli

• Mitocondri
• Nucleo
• Vacuoli
• Lisosomi
• R. endoplasmatico
• Apparato di Golgi
• Perossisomi
• Centrioli
• Microvilli

Trasporto

Avviene a livello della membrana Per i soluti piccoli: vi sono sistemi di trasporto attraverso la membrana. Per strutture più grandi: avvengono altri meccanismi, vedi endocitosi ed esocitosi.

• Endocitosi

  Si crea una vescicola a partire dalla membrana plasmatica, che ingloba il materiale da importare: la vescicola endocitotica si fonde poi col lisosoma.

• Esocitosi

  Si forma una vescicola partendo dal reticolo endoplasmático contenente le sostanze da esportare, il quale, dopo essere passato nel Golgi, la vescicola si fonde poi con la membrana, permettendo l’esportazione del materiale all’esterno della cellula

Cellula vegetale

Ha in più:

• Cloroplasti = fotosintesi.
• Vacuolo = 90% Vol. Contiene H₂O.
• Parete cellulare = esterna alla membrana plasmatica, che conferisce forma regolare cubica. Contiene cellulosa.
• Altri plastidi = oltre cloroplasti, vi sono cromoplasti e amiloplasti (amido).

a polari:

No atomi ellettronegativi

Acqua: solvente polare -> che non si associa a molecole/ambienti polari.

Creano micelle (aggregati sferici)

Sono idrofobici

Idrogeno:

Atomi H parzialmente carichi positivamente a causa della condivisione di e^- con O, S, N, vengono attratti dal O, sono parzialmente carichi negativamente

→ legami H formano forze additive 2 volte più legami dei legami covalenti

• Proteine
• Acidi nucleici

Forze di van der Waals:

Più deboli dei legami H

La loro forza dipende dalla forma della molecola (più sono complementari più atomi si possono legare).

Si può creare tra atomi apolari quando in una parte di essi si accumulano e^-

Si generano regioni carica positiva e regioni carica negativa…

Attrazioni di debole entità che agiscono a distanza ridotta

• dei legami polari formati laddove ad altre si trovino polari o vicini
• stabilizzazione strutturale