Biologia molecolare della cellula - Appunti

BIOLOGIA

Scienza che studia i viventi

• Hanno delle pratiche caratteristiche
• Nascere
• Avere una forma ordinata
• Svilupparsi
• Nutrirsi
• Respirare
• Crescere
• Interagire con l'ambiente
• Riprodursi
• Evolversi
• Morire

I viventi hanno 3 proprietà

- TELEONOMIA

Sono dotati di un progetto costruito nella loro struttura

- INVARIANZA RIPRODUTTIVA

Capacità di poter conservare, riprodurre e trasmettere attraverso le\r\ cellule delle linee successive ai posteri

- MORFOGENESI AUTONOMA

Capacità con cui si sostenta la formazione e la crescita di tutti gli esseri viventi

RIDUZIONISMO → viventi: insiemi di reazioni chimiche

Vie METABOLICHE

ANABOLISMO (sintesi) CATABOLISMO (degradazione)

• CHON
• Elementi fondamentali negli esseri viventi

• Sono quelli più leggeri che formano legami forti con numero di più • Il carbonio può formare anche lunghe catene

Molecole Carboniose

Si possono legare covalentemente a formare catene di varia lunghezza (anche con gruppi funzionali).

Acqua

Dipolo

La vita nasce nell’acqua.

Particolarità per:

• Legame idrogeno (debole)

Solvente (per le molecole polari)

Reagente

Ioni Inorganici

Servono a:

• Regolazioni Pressione osmotica (_Na⁺, _K⁺, _Cl⁻)
• Sono cofattori di reazioni enzimatiche (_Ca²⁺, _Mg²⁺)
• Altro funzioni

• _Fe Emoglobina
• _I Ormoni tiroidei

Cationi bivalenti muscolari per la formazione polimeri tessuto osseo

Carboidrati

Carburante (colle borante all'apparato nucleonico) _CnH2nOm

Acidi Grassi

Catena carboniosa + Gruppo carbossilico (COOH)

Nucleotidi

Trifosfato

• Apolare
• Acidi apolari

Acidi Basici

Pca di caratteristiche unità unite da legami covalenti

Molecole effettuarici (molecole di varie funzioni dell’organismo)

Cellula

Unità Biologica Fondamentale

(dotati della capacità di vita autonoma)

Flusso Dell'Informazione Genetica

(flusso di riproduzione)

Battesimo DNA trascrizione traduzione

_RNA - PROTEINE

• Il genoma umano può esprimere circa 20.000/30.000 proteine - di cui più di 10.000 proteine espresse in una singola cellula.
• Proteine del Retabolismo
• Proteine per la Sintesi proteica

PAG 4-5-6

Da 59 a 69 - Macromolecole nella Cellula

• Zuccheri - Polisaccaridi
• Amminoacidi - Proteine
• Nucleotidi - Acidi Nucleici

• A traverso legami covalenti

• Polisaccaridi: Le loro strutture non particolarmente complesse - associazioni con aldeide o chetone - funzione energetica e strutturale.
• Acidi Nucleici: una possano assumere svariate forme
• Proteine: Struttura e funzione sono strettamente connesse e possono assumere le forme più svariate

• Ribosoma - RNA - Proteine
• Contrattile (muscoli e actina)
• ORMONI
• ANTICORPI
• (Placche acceluni nei citofudi)

ENZIMA - RNA - POLIMERASI -

Che funione ha il ribosoma?

Può portare 2 molecole ad essere così vicine da reagire

TRADUZIONE

REPLICAZIONE DEL DNA

FLUSSO DELL'INFORMAZIONE GENETICA

FILAMENTO DI DNA (NON UTILIZZABILE)

trascrizione (a-basi complementari)

FILAMENTO DI m-RNA (GIÀ UTILIZZABILE)

ANTICODONI t-RNA

RIBOSOMA

AMMINOACIDI

Tutto questo avviene nei RIBOSOMI formati da due catene principali di RNA chiamate RNA ribosomiali, "guidano" il processo di TRADUZIONE traducendo molecole di mRNA per formare POLIPEPTIDI, e sono formati da rRNA e da più di 50 tipi di proteine.

CODONI POSSIBILI (4 x 4 x 4) = 64

AMMINOACIDI ESISTENTI = 20

A più codoni può corrispondere uno stesso amminoacido

Vi sono tratti di DNA ripetuto negli eucarioti, non codificanti, che servono a dare un tempo preciso alla trascrizione e di informare attraverso lo stess la sola della maturazione delle proteine, ma anche quando e dove devono essere prodotte

Replicazione del DNA

Tutti gli individui (procarioti e virus) replicano in maniera fedele il genoma che autentica ogni progenie.

Il patrimonio genetico deve essere replicato in modo fedele per mantenere la stabilità genica la sopravvivenza a lungo termine.

Soggetta a mutazioni genetiche occasionali, che origino varianti.

• Polimerasi: enzimi particolari che sintetizzano identici in ogni organismo.
• Replicazione semiconservativa studiata da Meselson e Stahl.

50% proviene dalla cellula madre

Le due eliche servono da stampo per la sintesi di due nuove eliche complementari in direzione 5’ → 3’.

Quando il fosfato β si stacca fornisce energia per catalizzare le reazioni. L’ultimo fosfato lega un’ossidrile al 3’ → OH lasciato libero.

• Se avviano azoto pesante e azoto leggero sul DNA la replicazione è semiconservativa:

L’acido leggero e pesante si dividono e generano:

• N-Leggero

• N-Pesante

DNA Polimerasi catalizzate le reazioni solo in direzione 5’ → 3’.

MECCANISMI EPIGENETICI

Fattori che influenzano il DNA delle procarioti ma non attribuibili direttamente ad esso.

• METILATIONE DEL DNA
• MODIFICAZIONE COVALENTE DEGLI ISTONI

TRASCRIZIONE (SINTESI DI RNA)

Avviene ad opera di RNA polimerasi enzima DNA - dipendente.

È una delle fasi del processo dell'informazione genetica. È necessario perché il DNA non esce dal nucleo, quindi perciò l'informazione che il RNA o proteica del DNA deve essere manipolato (il meno possibile!). L'RNA regola la spressione genica.

• RNA → FILAMENTO SINGOLO (ciò implica che tutti gli RNA hanno poca emività se non per lo loro struttura secondaria (appaiamenti casuali).

In fase → struttura trascrizibile

RNA → STRUTTURA → dimensione e struttura stabile → tRNA acquisisce finali nativi → mRNA umena più o meno grane che L'RNA + ribosomale estatica + RNA + transfer

Questi sono quelli in maggior numero, ma ve ne sono altri.

Le cellule eucariote hanno le capacità di individuare l'RNA a doppio filamento (propio come nei virus) ed eliminarlo attivando un enzima del suicidio RNA (sistema di difesa e regolazione). Anche questo si chiama RNA polimerasi → come la DNA polimerasi che copia e produce ribosoma ad una velocità di circa 30 40 nucleotidi al secondo! Un enzima meno preciso della DNA polimerasi perché:

• Catalizza la formazione di legami → Deve trascrivere brevi tratti di DNA per la manipolazione genetica
• Come la DNA polimerasi La RNA polimerasi può svolgere attività eso-nucleotidica
• Solo una piccola porzione del genoma viene trascritta per produrre una proteina
• La RNA polimerasi non usa i primer e non li sintetizza o usa 3' - 5'
• La trascrizione parte solo un punto specificato dal DNA e viene utilizzato all'inizio cioè significa che l'apertura della doppia elica avviene poi sempre perché quando è iniziata viene proclamato un rinvovoiennento.

La RNA polimerasi ha una struttura quaternaria e possiede varie domani per svolgere le sue funzioni.