Biologia: dalla storia alla regolazione genica

ESAME BIOLOGIA

lezione 1

BIOLOGIA → studio scientifico degli esseri viventi.

• Un essere vivente si distingue:
• Costituito da stessi composti chimici, acqua e composti del carbonio.
• Composto da cellule delimitate da membrana.
• Contengono informazioni che controllano le loro strutture e funzioni, hanno stessa informazione genetica che utilizza lo stesso codice universale e queste informazioni possono essere replicate.
• Hanno un metabolismo che si suddivide in ANABOLISMO (assume materia ed energia e libera sostanze di rifiuto) e CATABOLISMO (demolizione).
• Sono capaci di regolazione ed omeostasi, ossia autoorganizzano l’ambiente interno mantenendo condizioni che permettono la sopravvivenza → :
• si riproducono;
• crescono e si sviluppano;
• si eccitano e si adattano alle circostanze;
• Gli organismi si impegnano in attività metaboliche, ossia ottengono energia dal proprio ambiente e utilizzano questa energia per il proprio sostentamento, per crescere e per riprodursi.
• Utilizzano nutrimenti, ottengono energia e costruiscono nuove strutture biologiche ➡ 1. i nutrienti vengono “tagliati” in molecole più piccole liberando energia, che viene utilizzata a costruire e sintetizzare nuove molecole e strutture. ➡ 2. Fotosintesi clorofilliana grazie a sostanze di rifiuto ossigeno viene permesso un metabolismo più efficiente e la riproduzione di ozono.
• L’informazione biologica degli esseri viventi è contenuta in un linguaggio genetico comune a tutti gli esseri viventi :
• GENOMA = insieme del DNA di una cellula = DNA acido nucleico che contiene informazioni genetiche ed è costituito da nucleotidi subunità di zuccheri.
• GENE = segmento specifico del DNA che contiene l’informazione per una proteina.
• MUTAZIONI = alterazioni del genoma che portano alla produzione di proteine alterate.

ORGANIZZAZIONE GERARCHICA → i viventi si organizzano in livelli sempre più complessi nei quali emergono proprietà che risultano dall’interazione dei componenti:

1. Proprietà emergenti = non compaiono nei livelli + bassi;
2. Proprietà specifiche = compaiono solo nelle cellule.

ORGANISMI fanno parte POPOLAZIONE - interazione tra esse -

COMUNITÀ = comunità organismi interagenti

ECOSISTEMA

che studia quest' *interazioni* = ECOLOGIA

L'EVOLUZIONE AGISCE su POPOLAZIONI —> CAMBIA CORREDO

GENETICO DELLE POPOLAZIONI NEL TEMPO ;

a 5 miliardi di anni fa —> FORMAZIONE DELLA TERRA

TEORIA DELL'EVOLUZIONE

Darwin "TUTTI GLI ORGANISMI VIVENTI

DISCENDONO DA UN ANTENATO COMUNE

E QUINDI SONO IMPARENTATI TRA LORO"

• in ogni specie esistono variazioni
• individuali che possono essere
• ereditate. Alcune di queste sono
• favorevoli alla sopravvivenza e
• alla riproduzione e sono selezionate
• dalla natura = SELEZIONE NATURALE

- TUTTI gli Organismi derivano da un organismo unicellulare ancestrale;

evoluzione chimica = complesse molecole biologiche si sono formate

probabilmente in seguito ad associazioni causali di sostanze chimiche

lo viene dimostrato dall'esperimento di STANLEY & MILLER del 1953

evoluzione biologica = quali nuclei sono necessari (essenziali) anche

le molecole in grado dei duplicarsi servono come schema x la sintesi delle

proteine ;

IMPORTANTE PASSAGGIO EVOLUTIVO = racchiudere le molecole biolog.

ché in delle membrane cosicché creassero un ambiente interno dove

• azioni potessero essere controllabili e integrate

LA VITA NASCE DALLA NON-VITA GRAZIE AD UNA EVOLUZIONE

chimica. L'evoluzione biologica INIZIA con la FORMAZIONE

DELLA CELLULA ;

L'evoluzione biologica ebbe inizio quando le cellule primordiali

acquistarono la capacità di riprodursi. Innanzitutto erano i PROCARIOTI

(batteri e archea) cellule isolate e prive di compartimenti interni circondati

da membrane ; i procarioti vivevano nell'acqua dove creano molecole che

li isolavano e proteggevano dagli effetti dannosi dei raggi UV.

In seguito alcuni procarioti . Organizzarono in relazioni -> stretti e si

formò gli EUCARIOTI ; quali dopo rapporti comunicazioni ^{a non separarsi}

a formare colonie ;

SPECIALIZZAZIONE e DIVERSIFICAZIONE

• protisti
• regno plantae
• regno fungi
• regno animalia

BASE DELLA VITA PLURICELLULARE

DNA BATTERIO

• non ha un involucro nucleare;
• è una molecola singola, circolare, nuda;
• si divide: divisione cellulare - scissione binaria.

PLASMIDI

pezzi di DNA piccoli e circolari separati dal cromosoma;

• si trasferiscono da una cellula all'altra;
• utilizzati nella tecnica del DNA ricombinante.

plasmidi che contengono l'informazione x la sopravvivenza agli antibiotici.

RESISTENZA AGLI ANTIBIOTICI

• eccessivi antibiotici;
• l'uso prolungato senza sospensione;
• l'antibiotico non uccide tutti i batteri;
• tra batteri c'è scambio resistenza.

EUCAIOTI

• organismi pluricellulari;
• comprendono: funghi, piante, animali;
• presentano una suddivisione interna di spazi;
• hanno in comune: membrana plasmatica, citoplasma, nucleo, organelli.

VIRUS

• parassiti endocellulari obbligati;
• non sono organismi viventi;
• per sopravvivere hanno bisogno di una cellula ospite;
• particelle infettive composte da RNA e DNA;
• rivestiti da proteine (capside);
• RETROVIRUS (enzima trascrittasi inversa).

DIFFERENZA CELLULA EUCARIOTE E PROCARIOTE

• materiale genetico libero nel citoplasma;
• priva di organuli; tranne ribosomi utili x sintesi proteica;
• funzioni cellulari svolte da complessa interazione come in eucar.;
• non ha compartimenti interni;
• non ha membrana nucleare.

• materiale genetico "chiuso" nel nucleo circondato da membrana;
• trascrizione del DNA avviene all'interno del nucleo e poi mRNA immesso nel citoplasma x sintesi proteica;
• presenza di organuli cellulari;
• ogni organulo svolge complessi di reazioni specifiche;
• cell svolge contemporaneamente funzioni.

animali vegetali

COSE IN COMUNE

• MEMBRANA CELLULARE
• CITOPLASMA
• RIBOSOMI
• PARETE CELLULARE