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Appunti di biologia applicata e genetica. Argomenti trattati: la chimica della vita: i composti organici ;Organizzazione della cellula; le membrane biologiche; la comunicazione cellulare; i cromosomi, mitosi e meiosi; i principi fondamentali dell’ereditarietà; DNA e virus.

Esame di Biologia applicata e genetica docente Prof. M. Francolini

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ESTRATTO DOCUMENTO

Quando iniziò il suo lavoro, piante animali IBRIDI (discendenti di due genitori geneticamente

diversi) erano noti da lungo tempo. Tutte le piante ibride derivanti da genitori geneticamente

puri, dette LINEE PURE, hanno un aspetto simile. In secondo luogo, quando gli stessi ibridi

vengono incrociati fra loro, non generano linee pure; i loro discendenti mostrano una

mescolanza di caratteri. Per due anni Mendel lavorò su piante di semi di pisello, per sviluppare

linee geneticamente pure, per un certo numero di caratteri. Oggi utilizziamo il termine

FENOTIPO per riferirci all’aspetto fisico di un organismo e GENOTIPO per riferirci alla

costituzione genetica dell’organismo che viene più spesso espressa in simboli. Una linea pura

per un dato carattere produce, generazione dopo generazione, solo piante col medesimo

fenotipo (es semi lisci o piante a stelo lungo). Mendel scelse infine delle varietà rappresentative

per sette CARATTERI, gli attributi (come il colore del seme) per i quali le differenze ereditabili, o

TRATTI, erano conosciute (ad es semi gialli e verdi). Mendel cominciò i suoi esperimenti

incrociando piante di due differenti linee pure con fenotipi diversi: questi individui

geneticamente puri costituivano la GENERAZIONE PARENTALE O GENERAZIONE P. in ogni caso i

membri della prima generazione filiale erano tutti uguali e assomigliavano a uno dei due

genitori. Generazione F . La seconda generazione filiale o generazione F , era stata prodotta

 1 2

incrociando individui della F . Usando la terminologia moderna, il carattere espresso nella

1

generazione F1 è detto DOMINANTE; quello non espresso RECESSIVO. Quando entrambi i

caratteri sono presenti nello stesso individuo, quelli dominati mascherano i recessivi.

GLI ALLELI SI SEPARANO PRIMA CHE SI FORMINO I GAMETI: IL PRINCIPIO DELLA SEGREGAZIONE

Il termine ALLELI si riferisce alle forme alternative di un gene. Il principio della segregazione

stabilisce che, prima della riproduzione sessuata, i due alleli portati da un genitore devono

essere separati (segregati). Si ricordi che durante la meiosi i cromosomi omologhi e quindi gli

alleli presenti su di essi, si separano. Come risultato, ciascuna cellula sessuale che si forma

(uomo o spermatozoo) contiene solo un allele di ciascun paio.

1. Le forme alternative di un “fattore” (ciò che oggi chiamiamo gene) sono alla base delle

variazioni osservabili nei caratteri ereditari anche se Mendel osservò soltanto due

forme (ciò che oggi chiamiamo alleli) per ogni fattore che analizzò, oggi sappiamo che

molti geni hanno più di due alleli;

2. I caratteri ereditari sono trasmessi dai genitori ai figli in forma di fattori non modificati

Mendel non osservò progenie di aspetto intermedio, come ci si sarebbe aspettati in base

all’idea dell’ereditarietà da mescolamento.

3. Ogni individuo possiede due insieme di fattori, uno ereditato dalla madre e uno dal

padre;

4. I fattori appaiati si separano durante la formazione delle cellule riproduttive (principio

della segregazione;

5. I fattori possono essere espressi o nascosti in una da data generazione, ma non

vengono mai persi;

6. Ogni fattore è trasmesso alla generazione successiva indipendentemente da tutti gli

altri fattori (principio dell’assortimento indipendente.

RIASSUNTO: i GENI si trovano sui cromosomi; la posizione che un determinato gene occupa sul

cromosoma è definita LOCUS. Le forme alternative di un gene sono gli ALLELI, che occupano

loci corrispondenti su cromosomi omologhi. Un individuo che possiede due alleli uguali per un

dato locus è OMOZIGOTE per quel locus. Se i due alleli sono diversi, l’individuo è ETEROZIGOTE

per quel locus. In un individuo eterozigote, un allele, quello DOMINANTE, può mascherare

l’espressione dell’altro allele, quello RECESSIVO. Per questa ragione, due individui con lo stesso

aspetto, o FENOTIPO, possono esser diversi nella loro composizione genetica (ovvero la

combinazione di alleli), o GENOTIPO.

PRINCIPI DI MENDEL: Secondo il principio della segregazione, durante la meiosi gli alleli di

ciascun locus si separano l’uno dall’altro cioè si segregano. I gameti aploidi che ne risultano

contengono, ciascuno, soltanto un allele per ogni locus. Secondo il principio dell’assortimento

indipendente, gli alleli di loci diversi sono distribuiti nei gameti in modo del tutto casuale; ciò

porta alla ricombinazione genetica, cioè alla produzione di nuove combinazioni di geni che non

erano presenti nella generazione parentale.

UN INCROCIO MONOIBRIDO COINVOLGE INDIVIDUI CON ALLELI DIVERESI PER UN DATO LOCUS:

l’incrocio monoibrido, si studia l’ereditarietà di due alleli diversi di uno stesso locus. Quindi un

incrocio tra due individui omozigoti (generazione P) che differiscono l’uno rispetto all’altro per

gli alleli di un solo locus si definisce INCROCIO MONOIBRIDO; se la differenza riguarda due loci,

si parla di incrocio DIIBRIDO. La prima generazione di discendenti, chiamata GENERAZIONE F1,

è costituita interamente da individui eterozigoti; la generazione che deriva dall’incrocio di due

individui della F1 è la generazione F2; un reincrocio, o test crossi, ovvero un incrocio tra un

individuo di genotipo sconosciuti e un omozigote recessivo, aiuta nel determinare il genotipo

sconosciuto. Per spiegare i principi di Mendel della segregazione e dell’assortimento

indipendente: la segregazione degli alleli è un risultato diretto della separazione dei cromosomi

omologhi durante la meiosi; l’assortimento indipendente si verifica in quanto ci sono due modi

in cui due coppie di cromosomi omologhi si possono disporre alla metafase I della meiosi-

l’orientamento dei cromosomi omologhi sulla piastra metafasica determina il modo in cui i

cromosomi si distribuiscono nelle cellule aploidi.

EREDITARIETA’ E CROMOSOMI: L’associazione(linkage)è la tendenza di un gruppo di

 

geni che si trovano sullo stesso cromosoma a essere ereditati insieme. L’assortimento

indipendente non può essere applicato se due loci si trovano vicini sulla stessa coppia di

cromosomi omologhi; la ricombinazione di geni associati può essere il risultato del

CROSSING-OVER (rottura e ricongiunzione di cromatidi omologhi) durante la profase I

meiotica.

Il sesso nell’uomo e in altri animali è determinato dai cromosomi x e y. Le femmine

 hanno due cromosomi xx, mentre l’uomo xy. La fecondazione di un uovo che porta il

cromosoma x da parte di uno spermatozoo che porta il cromosoma x dà origine a uno

zigote femmina (xx). Un uovo x fecondato da uno spermatozoo y dà origine a uno zigote

maschio (xy). Il cromosoma y determina il sesso maschile nei mammiferi. Il cromosoma

x contiene molti geni non correlati alla determinazione del sesso, che sono importanti

sia nel maschio che nella femmina. Un maschio riceve tutti i geni legati all’x della

madre, mentre una femmina riceve i geni legati all’x da entrambi i genitori.

LA CHIMICA DELLA VITA: I COMPOSTI ORGANICI

I CARBOIDRATI carboidrati

Gli zuccheri, gli amidi e la cellulosa sono e amidi riserva di

zuccheri

energia per le cellule; la cellulosa è il componente principale delle pareti delle cellule

vegetali. I carboidrati contengono C, H e O (CH O) I MONOSACCARIDI: sono zuccheri

2 n.

semplici contengono generalmente da 3 a 7 atomi di carbonio. In un monosaccaride, a

ciascun carbonio è legato un gruppo ossidrilico, tranne a uno, il quale p legato tramite

doppio legame, a un atomo di ossigeno per formare un gruppo carbonilico. Il ribosio e

il desossiribosio sono pentosi, contengono 5 atomi di carbonio. Il glucosio è il

monosaccaride più abbondante, utilizzato come fonte di energia dalla maggior parte

degli organismi. Durante la respirazione cellulare, le cellule ossidano le molecole di

glucosio, rilasciando l’energia immagazzinata, che può essere usata per il lavoro

cellulare. Il glucosio e il fruttosio sono isomeri strutturali, hanno cioè formule

molecolari identiche ma una diversa disposizione degli atomi. I DISACCARIDE: è

costituito da due anelli monosaccaridi e legati l’uno all’altro mediante un legame

glicosidico, costituito da un ossigeno centrale legato covalentemente a 2 atomi di

carbonio, uno per anello. I POLISACCARIDI: sono più abbondanti in natura,

appartengono gli amidi, il glicogeno e la cellulosa. È una macromolecola costituita da

unità ripetute di uno zucchero semplice.

I LIPIDI

Sono molecole costituite essenzialmente da carbonio e idrogeno, con pochi gruppi

funzionali contenenti ossigeno. Tra i lipidi più importanti ci sono i grassi, i fosfolipidi,

I trigliceridi sono costituiti da 1 molecola di

gli steroidi, i carotenoidi e le cere.

glicerolo e 3 di acidi grassi. Comunemente chiamati grassi, costituiscono una

riserva di energia economica, poiché, quando vengono metabolizzati forniscono più

del doppio dell’energia per grammo rispetto ai carboidrati9kcal/gr.

LE PROTEINE

Sono molecole grandi e complesse costituite da subunità più semplici, chiamate

aminoacidi , unite tra loro da legami peptidici. Due aminoacidi si combinano per

formare un dipeptide. Una catena più lunga di aminoacidi p un polipeptide. Le proteine

sono la classe più versatile di molecole biologiche, svolgendo una varietà di funzioni

come enzimi, componenti strutturali e regolatori cellulari. Tutti gli aminoacidi

contengono un gruppo amminico e un gruppo carbossilico. Differiscono tra loro nelle

catene laterali, che ne determinano le proprietà chimiche. Sono presenti struttura:

primaria- è la sequenza lineare di aminoacidi nella catena polipeptidica; secondaria è

una conformazione regolare, come una alfa elica o beta fogliettodovuta ai legami a

idrogeno tra elementi dello scheletro amminoacidico; la terziaria è la forma

complessiva delle catene polipeptidiche, determinata dalle proprietà chimiche e dalle

interazioni delle catene laterali di aminoacidi specifici. I legami a idrogeno, i legami

ionici, le interazioni idrofobiche e i ponti disolfuro contribuiscono tutti alla struttura

terziaria. La quaternaria è determinata dall’associazione di due o più catene

polipeptidiche.

GLI ACIDI NUCLEICI

Gli acidi nucleici DNA e RNA, composti da lunghe catene di subunità nucleotidiche,

immagazzinano e trasferiscono le informazioni che regolano la sequenza

amminoacidica delle proteine e quindi la struttura e le funzioni di un organismo. I

nucleotidi sono costituti da una base azotata a due anelli (purina) o singolo anello

(pirimidina), da uno zucchero a 5 atomi di carbonio (ribosio o desossiribosio) e da uno

o più gruppi fosfato; l’ATP è un nucleotide particolarmente importante nel

metabolismo energetico per il suo ruolo di accettore di elettroni (idrogeno) nelle

reazioni di ossido-riduzione biologiche.

DNA: IL DEPOSITARIO DELL’INFORMAZIONE

GENETICA nucleotidi

I mattoni che costituiscono il DNA sono i , formati da uno zucchero pentoso

(desossiribosio), un fosfato e una base azotata. Le basi azotate comprendono le due

purine, adenina e guanina, e le due pirimidine, timina e citosina. I nucleotidi sono

legati fra loro con legami covalenti per formare uno scheletro zucchero-fosfato. Il

carbonio è legato al gruppo fosfato costituendo un legame 3’- 5’ legame

fosfodiesterico. Nelle molecole di DNA a doppio filamento il numero di purine è uguale

al numero di pirimidine, il numero di adenine è uguale al numero di timine, e il numero

di guanine è uguale al numero di citosine. Nel DNA a doppia elica si formano legami a

idrogeno fra adenina e timina (2 legami) e fra guanina e citosina (3 legami).

RIASSUNTO: ciascuna molecola di DNA è composta da due catene polinucleotidiche

che si associano a costituire una doppia elica. Le due catene sono antiparallele; a

ciascuna estremità della molecola di DNA, un filamento presenta un gruppo fosfato

legato al carbonio 5’ del desossiribosio (estremità 5’) e l’altro filamento presenta un

gruppo ossidrilico legato al carbonio 3’ del deossiribosio.

LA REPLICAZIONE DEL DNA

I due filamenti del DNA devono essere separati durante la replicazione inizia a

origini di replicazione,

livello di siti specifici sulla molecola di DNA, detti dove piccoli

segmenti della doppia elica si svolgono. Le DNA elicasi sono enzimi che destabilizzano

l’elica che si legano al DNA in corrispondenza dell’origine di replicazione e rompono i

legami a idrogeno, separando in tal modo i due filamenti. I due filamenti di DNA si

replicano contemporaneamente a livello della giunzione tra i filamenti separati, che è

una struttura a forma di y detta forca di replicazione. L’elicasi si muove lungo l’elica

aprendo la doppia elica come una chiusura lampo durante il movimento della forca di

replicazione. Una volta che i due filamenti sono stati separati, le proteine che legano il

singolo filamento (SSB)si legano ai singoli filamenti di DNA e li stabilizzano, evitando in

tal modo che si riformi la doppia elica finché non è avvenuta la copiatura. Le SSB

impediscono anche l’idrolisi delle regioni a singolo filamento a opera di altri enzimi (le

nucleasi). Nel momento in cui i filamenti di DNA si separano per la replicazione, in

un'altra regione della molecola di DNA si generà un super avvolgimento. Speciali

enzimi, chiamati topoisomerasi, operano dei tagli nel DNA e poi saldano i filamenti in

modo che siano liberi da super avvolgimenti. La sintesi del DNA procede sempre in

direzione 5’3’ gli enzimi che catalizzano il legame fra i vari nucleotidi sono chiamati

DNA polimerasi; sono in grado di aggiungere nucleotidi solamente al terminale 3ì di

una catena polinucleotidica in corso di sintesi. Quando i nucleotidi vengono legati

assieme, due gruppi fosfato vengono eliminati. La sintesi del DNA necessita un

innesco di RNA: le DNA polimerasi posso aggiungere nucleotidi solamente all’estremità

3ì di una catena polinucleotidica preesistente. può iniziare sintesi del DNA una

come

volta che sono stati separati i due filamenti? La risposta è che viene inizialmente

sintetizzato, a livello del punto di inizio della replicazione, un piccolo tratto di RNA (in

genere costituito da 5-14 nucleotidi) che funziona da innesco (RNA PRIMER). è

l’RNA

un polimero di acido nucleico formato da subunità nucleotidiche che possono appaiarsi

per complementarietà con il DNA stampo a singolo filamento. L’RNA primer è

sintetizzato a opera di un enzima che prende il nome di DNA PRIMASI, che capace di

iniziare un nuovo filamento di RNA su un piccolo pezzo di filamento di DNA.

Successivamente, il primer verrà degradato da enzimi specifici e sostituito da DNA. La

replicazione del DNA avviene in modo discontinui su un filamento e continui sull’altro.

La sintesi del DNA avviene solo in direzione 5’3’, il filamento che viene copiato deve

perciò essere letto in direzione 3’5’. La replicazione inizia a livello delle origine di

replicazione, ed entrambi i filamenti vengono replicati contemporaneamente alla forca

di replicazione. La posizione della forca cambia costantemente al procedere della

replicazione. Due molecole identiche di DNA polimerasi sono responsabili della

replicazione. L’estremità 3’ di no dei nuovi filamenti si allunga sempre verso la forca di

replicazione e la sia sintesi procede in maniera continua e senza interruzioni, per cui

filamento guida o leading.

esso viene chiamato Una seconda molecola di DNA

polimerasi aggiunge nucleotidi all’estremità 3’ dell’altro filamento di nuova sintesi,

chiamato filamento in ritardo o lagging, il quale si allunga sempre nella direzione

opposta all’avanzamento della forca di replicazione. Possono così essere sintetizzati

soltanto dei corti frammenti perché, se la DNA polimerasi aggiungesse continuamente

nucleotidi all’estremità 3’ di tale filamento, dovrebbe allontanarsi di molto dalla forca

di replicazione. Questi frammenti di 100-2000 nucleotidi sono chiamati frammenti di

Okazaki.

ELICASI Svolge la doppia elica in corrispondenza

delle forche di replicazione rompendo i

legami a H che tengono insieme i due

filamenti

PROTEINA CHE LEGA IL SINGOLO Si lega ai singoli filamenti di DNA e

FILAMENTO(SSB) impedisce la riformazione della doppia

elica prima che i singoli filamenti siano

stati utilizzati come stampo per la

replicazione

TOPOISOMERASI Taglia uno o entrambi i filamenti di DNA,

evitando l’eccessivo avvolgimento

durante la replicazione, e lì risalda in una

configurazione più rilassata

DNA POLIMERASI Lega le subunità nucleotidiche tra loro

per formare un nuovo filamento di DNA a

partire da un filamento di DNA stampo

DNA PRIMASI Sintetizza corti tratti di rna (primer) sul

filamento in ritardo. Avvia la replicazione

del filamento guida DNA ligasi

DNA LIGASI Lega tra loro i frammenti di Okazaki

unendo l’estremità 3’ del nuovo

frammento di DNA all’estremità 5’ del

tratto di DNA adiacente

Alcuni enzimi effettuano la correzione di bozze e la riparazione degli errori nel DNA.: se

la DNA polimerasi trova un errore di appaiamento tra le basi, la DNA polimerasi

rimuove immediatamente il nucleotide errato e inserisce quello corretto; nella

riparazione degli errori di appaiamento degli enzimi riconoscono i nucleotidi appaiati in

modo errato e li rimuovono; le DNA

polimerasi inseriscono i nucleotidi

mancanti; la riparazione per scissione

nucleotidica è comunemente utilizzata

per riparare le lesioni al DNA causate

dalle radiazioni ultraviolette del sole o

da sostanze chimiche dannose. Tre sono

gli enzimi coinvolti: una nucleasi che

scinde il DNA danneggiato, una DNA

polimerasi che aggiunge i nucleotidi

corretti e una DNA ligasi che salda le

rotture nello scheletro zucchero-fosfato.

Le estremità dei cromosomi eucariotici, chiamate telomeri, sono brevi sequenze

ripetute di DNA non codificante. I telomeri si accorciano un po’ a ogni divisione

cellulare, ma possono essere allungati dall’enzima telomerasi. La maggior parte delle

cellule tumorali posseggono telomerasi per mantenere intatta la lunghezza dei

telomeri e probabilmente per resistere all’apoptosi.

LA TRASCRIZIONE DEL DNA

Il DNA è trascritto per sintetizzare l’rna. Sono trascritti tre tipi specifici di molecole di

L’RNA messaggero

rna: rna messaggero, di trasferimento e ribosomale. consiste in un

singolo filamento che porta l’informazione per la sintesi di una proteina. Ciascuno dei

rna di trasferimento,

circa 45 anche detti RNA transfer, consiste in un singolo

filamento che si ripiega su se stesso per assumere una forma specifica. Ogni trna si

lega esclusivamente a uno specifico aminoacido e lo trasporta al ribosoma. (Dal

momento che esistono più tipi di molecole di trna di quanto siano gli aa, molti aa sono

L’rna ribosomale,

trasportati due o più tipi di trna). che si trova in forma globulare,

rappresenta un porzione importante della struttura dei ribosomi e presenta funzioni

catalitiche essenziali nel corso della sintesi proteica. L’rna è tradotto per sintetizzare

un polipeptide. Il primo passaggio del flusso di informazione dal DNA al polipeptide è

la trascrizione di una sequenza nucleotidica di DNA in una sequenza nucleotidica di

rna. Nella trascrizione eucariotica, la maggior parte degli rna è sintetizzata da una

delle 3 rna polimerasi, enzimi presenti in tutte le cellule. Le 3 rna polimerasi

differiscono per i tipi di rna che sintetizzano. La rna polimerasi I catalizza la sintesi di

vari tipi di molecole di rrna, che sono

componenti dei ribosomi; la rna

polimerasi II catalizza la produzione

degli mrna che codificano per le

proteine; la rna polimerasi III catalizza

la sintesi dei trna e di una delle

molecole di rrna. rna polimerasi

le

effettuano la sintesi in direzione 5’3’.

La sintesi dell’urna messaggero include

inizio, allungamento e terminazione.

Sia nei procarioti che negli eucarioti, la

sequenza di DNA alla quale l’rna

polimerasi, e le proteine a essa

associate, inizialmente si lega è

definita PROMOTORE. RIASSUNTO: l’rna polimerasi, coinvolte nella sintesi dell’rna,

presentano molte similarità con le DNA polimerasi coinvolte nella replicazione del

DNA. Entrambi gli enzimi effettuano o la sintesi in direzione 5’3’. Entrambi utilizzano

come substrato nucleotidi con tre gruppi fosfato, rimuovendo due di talli gruppi

quando i nucleotidi vengono legati covalentemente all’estremità 3’ del filamento

neosintetizzato. Proprio come i due filamenti appaiati di DNA sono antiparalleli, così il

filamento di DNA stampo e il filamento complementare di rna sono anch’essi

antiparalleli. Di conseguenza, nel corso della sintesi dell’rna, il filamento di DNA

stampo viene letto in direzione 3’5’ e l’rna sintetizzato in direzione 5’3’. La timina

viene sostituita dall’uracile. I geni eucariotici e i loro mrna sono più complessi di quelli

batterici. Dopo la trascrizione, alle molecole di mrna eucariotico viene aggiunto,

all’estremità 5’, un cappuccio o cap (una guanosina trifosfato modificata). Molti

messaggeri vengono modificati dall’aggiunta all’estremità 3’ di una coda di poli-a.

queste modifiche sembrano proteggere le molecole di mrna eucariotiche dalla

degradazione, aumentandone la vita media rispetto a quelle batteriche. In molti geni

eucariotici le regioni codificanti, chiamate ESONI, sono interrotte da regioni non

codificanti, chiamate INTRONI. Sia gli introni che gli esoni sono trascritti, ma gli introni

vengono successivamente rimossi dal trascritto primario, o pre-mrna, e gli esoni

vengono riuniti insieme per costituire una sequenza codificante continua.

RIASSUNTO TRASCRIZIONE-TRADUZIONE

Il processo attraverso il quale l’informazione codificata nel dna specifica le sequenze di

aminoacidi nelle proteine comprende due passaggi: la trascrizione e la traduzione.

Durante la trascrizione, viene sintetizzata una molecola di rna complementare al

filamento di dna che funge da stampo. Le molecole di rna messaggero contengono le

informazioni che stabiliscono la corretta sequenza degli aminoacidi nelle catene

polipeptidiche. – Con la traduzione, avviene la sintesi della catena polipeptidica

specificata dall’mrna. Ciascuna tripletta (sequenza di tre basi) nell’mrna costituisce un

codone, che codifica per uno specifico aminoacido nella catena polipeptidica, oppure

per un segnale di inizio o di terminazione. La traduzione richiede un segnale di inizio o

di terminazione. La traduzione richiede i trna e un apparato cellulare che comprende i

ribosomi. (Per trascrizione guarda sopra)

LA TRADUZIONE: gli rna transfer (trna)sono le molecole “decodificanti” nel processo di

traduzione. Ciascuna molecola di trna è specifica per un solo aminoacido. Una

porzione della molecola contiene un ANTICODONE complementare a un codone

dell’mrna. L’aminoacido specificato dal codone dell’mrna è legato a un’estremità della

molecola di trna.

ribosoma è costituito da una subunità maggiore e una minore; ciascuna

Ciascun

subunità contiene RNA RIBOSOMALE e numerose proteine. I ribosomi permettono

l’appaiamento tra i trna e i codoni sull’mrna, catalizzano la formazione dei legami

peptidici tra gli aminoacidi e traslocano l’mrna in modo che il codone successivo possa

essere letto.

SINTESI PROTEICA: l’inizio rappresenta la prima fase della traduzione. I fattori di inizio

si legano alla subunità ribosomale minore, che in seguito lega l’mrna in

corrispondenza della regione del codone di inizio AUG. Il trna iniziatore si lega al

codone di inizio e successivamente avviene il legame della subunità ribosomale

maggiore. L’allungamento è un processo ciclico in cui gli aminoacidi vengono

aggiunti uno a uno alla catena polipeptidica in crescita. L’allungamento procede

sempre in direzione 5’ lungo l’mrna. La catena polipeptidica si allunga

3’

dall’estremità amminica all’estremità carbossilica. La terminazione, la fase finale

della traduzione, si verifica quando il ribosoma incontra uno dei tre codoni di stop. Il

sito A lega un fattore di rilascio, che determina il rilascio della catena polipeptidica

completa e la dissociazione del complesso di traduzione.

CELLULE EUCARIOTICHE E PROCARIOTICHE

CELLULE PROCARIOTICHE

Le cellule procariotiche sono tipiche solamente di batteri e archeobatteri. Le cellule

procariotiche non contengono organuli circondati da membrane. Sono più piccole

rispetto quelle eucariotiche diametro medio di una cellula procariotica è solo un

il

decimo di quello d una cellula eucariotica. Il DNA non è racchiuso all’interno di un

nucleo, ma è localizzato in una regione limitata della cellula, detta area nucleare, o

nucleoide. L’area nucleare non è delimitata da una membrana, a differenza del nucleo

delle cellule eucariotiche; come le cellule eucariotiche, le cellula procariotiche hanno

una membrana plasmatica che circonda la cellula. Molte cellule procariotiche possono

avere una parete cellulare, struttura che racchiude l’intera cellula, compresa la

membrana plasmatica. procarioti possiedono flagelliutilizzati come propulsori

molti

e sono fondamentali per la locomozione. Alcuni procarioti hanno anche delle proiezioni

simili a peli, denominate fimbrie, usate per aderire tra di loro o per ancorarsi alla

superficie cellulare di altri organismi. Sono presenti ribosomi, sono più piccoli rispetto

a quelli delle cellule eucar.

CELLULE EUCARIOTICHE

Sono caratterizzate dalla presenza di organuli delimitati da membrana altamente

organizzati, incluso il nucleo, che continue il DNA. Hanno un nucleo delimitato da

membrana e un citoplasma che contiene una varietà di organuli; la componente fluida

del citoplasma è il citosol. Le cellule vegetali differiscono da quelle animali in quanto

possiedono una parete cellulare rigida plastidi e grandi vacuoli. Le membrane

dividono la cellula in compartimenti che le permettono di svolgere attività

specializzate all’interno di piccole aree del citoplasma, di concentrare molecole e di

organizzare reazioni metaboliche. Piccole sacche rivestite da membrana, dette

vescicole, trasportano i materiali tra i vari compartimenti; le membrane sono

importanti nell’immagazzinamento e nella conversione dell’energia; una rete di

membrane interagenti forma il sistema delle endomembrane.

NUCLEO: Contiene l’informazione genetica codificata nel DNA. Il nucleo è circondato

da un involucro nucleare, che è costituito da una doppia membrana attraversata da

pori nucleari che lo mettono in comunicazione con il citoplasma; il DNA all’interno del

nucleo si associa a proteine per formare la cromatina, che è organizzata in cromosomi.

Durante la divisione cellulare, i cromosomi si condensano diventando visibili come

strutture filiformi; il DNA trascrive la sua informazione in molecole di rna messaggero

che entrano nel citoplasma per fornire l’informazione per la sintesi proteica a opera dei

ribosomi; il nucleolo è quella regione del nucleo nella quale avvengono la sintesi

dell’rna ribosoma e l’assemblaggio dei ribosomi.

GLI ORGANULI CITOPLASMATICI: Il reticolo endoplasmatico (RE)

- è una rete di

membrane ripiegate all’interno del citosol. Il RE liscio è la sede della sintesi dei lipidi,

dell’immagazzinamento di ioni calcio e degli enzimi detossificanti; il RE rugoso ha la

superficie esterna ricoperta di ribosomi che sintetizzano polipetidi. I polipeptidi

sintetizzati sul RE rugoso, possono essere traslocati nel lume del RE, dove vengono

assemblati in proteine e modificati tramite l’aggiunta di un carboidrato o di un lipide.

Queste proteine possono poi essere trasferite ad altri compartimenti intracellulari

il

attraverso piccole vescicole di trasporto che gemmano delle membrane dell’ER. –

complesso di Golgi è costituito da una serie di sacche membranose appiattite, dette

cisterne, che hanno la funzione di processare, smistare e modificare le proteine

sintetizzate dal reticolo endoplasmatico. Nel complesso del Golgi avviene anche la

cis

formazione dei lisosomi; le glicoproteine vengono trasferite dal RE alla superficie

del complesso del Golgi da vescicole di trasporto, che si formano per gemmazione

della membrana. Il Golgi modifica i carboidrati e i lipidi che sono stati aggiunti alle

proteine all’interno del RE e impacchetta le proteine in vescicole; le glicoproteine

trans.

escono dal Golgi attraverso la superficie Il Golgi indirizza alla membrana

plasmatica le proteine che devono essere esportate dalla cellula. Altre proteine

i lisosomi

vengono trasferite ai lisosomi o ad altri organuli citoplasmatici. – :

contengono enzimi in grado di degradare le strutture cellulari logore, i batteri e altre

i vacuoli

sostanze introdotte nella cellula. – : immagazzinano materiali, acqua e

sostanze di rifiuto. Sono responsabili del mantenimento della pressione idrostatica

nelle cellule vegetali. – i perossisomi sono coinvolti nel metabolismo dei lipidi e nella

detossificazione di composti dannosi, come l’etanolo- essi producono perossido id

idrogeno, ma contengono l’enzima catalasi che degrada questo composto tossico.

Il nucleo cellulare:

STRUTTURA DESCRIZIONE FUNZIONE

Nucleo Grande struttura Trasferimento

delimitata da una doppia dell’informazione da DNA

membrana; contiene il a RNA; specifica le

nucleolo e i cromosomi proteine cellulari

Nucleolo Corpo granulare all’interno Sede della sintesi di RNA

del nucleo, formato da ribosomale e

RNA e proteine dell’assemblaggio dei

ribosomi

Cromosomi Costituiti da un complesso Contengono i geni che

di DNA e regolano la struttura e

proteine(cromatina); sono l’attività cellulare

condensati e ben visibili

quando la cellula si sta

dividendo

Gli organuli citoplasmatici

STRUTTURA DESCRIZIONE FUNZIONE

Membrana plasmatica Membrana di rivestimento Racchiude il contenuto

delle cellule della cellula; regola il

movimento del materiale

fuori e dentro la cellula;

aiuta a mantenere la

forma delle cellule,

comunica con le altre

cellule (presente anche nei

procarioti)

Ribosomi Granuli costituiti da rna e Sintesi dei polipeptidi sia

proteine, alcuni attaccati nei procarioti che negli

alle membrane del RE, eucarioti

altri liberi nel citoplasma

Reticolo endoplasmatico Rete di membrane interne Sede di sintesi dei lipidi e

(RE) che s estendono nel di modifica di molte

liscio

citoplasma privo di proteine; sede in cui si

formano le vescicole di

ribosomi sulla faccia trasporto contenenti le

esterne; rugoso: presenza proteine. Lisciosede

di ribosomi sulla faccia

esterna della sintesi dei lipidi e

della detossificazione dei

farmaci; deposito di calcio;

rugososede della sintesi

di proteine

Complesso del Golgi Pila di vescicole Modificazione delle

membranose appiattite proteine; organizzazione

delle proteine secrete;

scelta di altre proteine

destinate ai vacuoli o ad


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22

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7 mesi fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in infermieristica (BUSTO ARSIZIO - CERNUSCO SUL NAVIGLIO - GARBAGNATE MILANESE - LEGNANO - MILANO - ROZZANO)
SSD:
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher alice.angioletti.5 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biologia applicata e genetica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano - Unimi o del prof Francolini Maura.

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