Biologia generale

Biologia

In biologia esiste un'organizzazione gerarchica dei sistemi:

• atomi
• molecole
• macromolecole
• organuli
• cellule

ed un'organizzazione gerarchica degli organismi:

• unicellulari e pluricellulari
• tessuti
• organi
• organismi

• popolazione (organismi della stessa specie)
• comunità (organismi di specie diverse che convivono)
• ecosistema (insieme dinamico di organismi e componente abiotica)

All'aumentare del grado di complessità del sistema si ha la comparsa di alcune proprietà specifiche:

• molecole: funzioni biologiche semplici
• organuli: funzioni biologiche complesse
• cellule: vita
• organismi pluricellulari: funzioni superiori (visione, emozioni, intelligenza...)
• popolazione: evoluzione
• comunità: interazione fra specie

Storia

• nel 1665, Hooke osserva e descrisse per la prima volta le cellule formando alcune sezioni molto connesse alle sughero (e quindi dette "celle")
• nel 1700, van Leeuwenhoek osserva per la prima volta al microscopio un ingrandimento di 300 volte e osserva la struttura interna delle cellule e i microrganismi.
• nel 1863, Pasteur fece degli esperimenti che confutarono la teoria della generazione spontanea a favore di "ogni forma di vita necessita di forme di vita precedenti".

TEORIA CELLULARE

1. Tutti gli organismi consistono di una o piú cellule.
2. La cellula è l'unità di base della struttura di tutti gli organismi.
3. Tutte le cellule originano da cellule preesistenti.

ORGANIZZAZIONE DEI VIVENTI

Gli organismi viventi crescono, si sviluppano, regolano i propri processi metabolici, rispondono agli stimoli, si riproducono, si evolvono e si adattano all'ambiente.

Si dividono in 3 DOMINI e 6 REGNI.

• BATTERI
  • (procarioti)
  • eubatteri
• ARCHEA
  • archeobatteri
• EUCARIOTI
  • (nucleo delimitato da membrana)
  • protisti
  • piante
  • funghi
  • animali

ENERGIA NEGLI ECOSISTEMI

Tutti gli organismi per crescere e riprodursi hanno bisogno di energia acquisita da gli alimenti tramite il metabolismo.

Il metabolismo é l'insieme delle reazioni cellulari (processi chimici e trasformazioni di energia) che regolano la distruzione e la costruzione di parti cellulari.

Anche gli ecosistemi necessitano di un continuo flusso di energia e si definisce autosufficiente quando è composto da produttori, consumatori e decompositori.

Sole

• PRODUTTORI
• CONSUMATORI
• DECOMPOSITORI

I produttori sono in grado di produrre nutrimenti da molecole semplici e utilizzano come fonte energetica la luce (piante verdi, alghe e cianobatteri).

I consumatori dipendono dai produttori per la loro energia e risorse in quanto ricavano energia degradando molecole prodotte da altri organismi.

I decompositori sono in grado di ricavare nutrimenti dalla degradazione delle sostanze di rifiuto e corpi di organismi morti.

pentosi

ribosio

C₅H₁₀O₅

desossiribosio

C₅H₁₀O₄

esosi

glucosio

(aldoesoso)

C₆H₁₂O₆

legame fra C₁ e C₅ (glucosio ciclico)

fruttosio

(chetoso)

C₆H₁₂O₆

isomero strutturale del glucosio

STEROIDI

Gli steroidi hanno una struttura di base formata da 4 anelli di carbonio. Essi sono precursori degli acidi biliari e prodotti dal fegato per  metabolismo epatico, degli ormoni sessuali (negli organismi) e della vitamina D (regola la crescita e lo sviluppo e permette l'incremento del calcio e del fosforo).

Il colesterolo formato da 4 anelli di carbonio e una catena idrocarburica e un gruppo ossidrilico (poloari dispersi ai limiti opposti degli anelli).

Il colesterolo ha funzione strutturale serve per la regolazione oltre fluidezza delle membrana plasmatica e esso viene in parte assunto con la dieta e in parte prodotto dalle cellule (alcuni per suoi esseri dannosi con l'insorgenza di trombi).

Essendo apolare viene trasportato nelle sangue grazie a lipoproteine plasmatica, fra cui cheomriconi (dai intestini ai tessuti esterni), VLDL (very low density lipoprotein), LDL (low density lipoprotein che i portano al fegato il tessuto aumentando con il eccessivo il passano deposito esterni al fare avere anche l'animazione a 130 mg/dl) e HDL (High Density Lipoprotein prelevano e lipidi dalle periferie e fegato).

CAROTENOIDI

I carotenoidi sono precursori della vitamina A (indispensabile per la vista). Si trovano in elevata concentrazione nei vegetali colorati.

PROTEINE

Le proteine sono macromolecole costituite da AMMINOACIDI. Gli amminoacidi esistenti sono circa 20 e presentano un gruppo amminico, un gruppo carbossilico ed un gruppo variabile, tipico di ogni amminoacido.

La catena variabile caratterizza le proprietà degli amminoacidi:

• APOLARI (glicina, alanina valina, leucina, metionina, isoleucina)
• POLARI (serina, tirosina, cistina, prolina, asparagina, glutammina)
• BASICI (lisina, arginina, istidina)
• ACIDI (acido aspartico, acido glutammico)

Esistono due altre specie di amminoacidi: la pirrolina e la seleniocisteina.

Infine gli amminoacidi presentano una stereoisomeria (quindi gli isomeri vengono indicati con D ed L).

MORFOLOGIA DEI PROCARIOTI

I procarioti possono essere classificati in base a:

• Forma:
  • COCCHI (sfere)
  • BACILLI (cilindrici)
  • VIBRIONI (a virgola)
  • SPIRILLI (a spirale)
• Organizzazione:
  • DIPLOCOCCHI (a due a due)
  • STEPTOCOCCHI (a catenelle)
  • STAFILOCOCCHI (a grappolo)

Essi presentano:

• Parete cellulare = scheletro esterno che conferisce la forma e regola l’equilibrio osmotico
• Membrana citoplasmatica = regola l’omeostasi cellulare
• Citoplasma = privo di organuli cellulari. Presenta solo ribosomi, DNA e enzimi per la sintesi di proteine
• Equivalente nucleare = zona del citoplasma in cui si trova il genoma batterico (generalmente singola molecola di DNA circolare)

La parete batterica è composta di PEPTIDOGLICANO:

• Un polimero (acido N-acetilmuramico e N-acetilglucosamina)
• Le glicidi sono disposte lungo catene peptidiche legate fra loro mediante le porzioni del acido N-acetilmuramico

I batteri si distinguono in base alla colorazione Gram in:

• Gram positivi: quando trattengono la colorazione iniziamo altra prevede uno SPESSO STRATO DI PEPTIDOGLICANO
• Gram negativi: quando non trattengono la colorazione poiché presentano un PICCOLO STRATO DI PEPTIDOGLICANO un'intera MEMBRANA INTERNA DI LIPOPOLISACCARIDI.

La colorazione Gram viene effettuata con un colorante che viene rimosso con una soluzione alcolica se non ritenuto mediante una soluzione rosso.

N.B. le penicilline impediscono la formazione dei legami crociati dei peptidi legati dell’acido N-acetilmuramico quindi sono efficaci con batteri gram-positivi

I batteri presentano anche numerose strutture facoltative:

• Capsula = struttura mucosa di polisaccaridi esterna alla parete batterica che fornisce protezione dalle fagocitosi e rende più difficile il riconoscimento da parte degli anticorpi.