Esame di citologia

I GRUPPI FONDAMENTALI DI MOLECOLE BIOLOGICHE

gruppo funzione

glucidi o fonte di energia (in tutti gli organismi); componenti strutturali (nelle

zuccheri piante)

lipidi riserva di energia; componenti strutturali (membrane cellulari)

componenti strutturali; fattori di regolazione di numerosi processi

proteine biochimici

acidi nucleici supporto delle informazioni genetiche e della loro trasmissione

Glucidi :

Per funzionare nell’ambito biologico hanno bisogno di un gruppo aldeide o

chetone.

Principalmente i glucidi hanno 2 forme tridimensionali : Lineari e/o Circolari.

Essi molto spesso si dividono in isomeri, ovvero una stessa molecola di

glucosio ( es. ) ma posizionata nello spazio diversamente ( diversi centri di

simmetria ) : in base ai gruppi legati al carbonio abbiamo la forma D e la

forma L; mentre in base al gruppo ossidrile OH del primo carbonio ( C1 )

abbiamo la forma “Alfa” e “Beta”.

La differenza dei 2 isomeri in base al gruppo OH del C1 sta principalmente

che gli isomeri “Alfa” formano, combinandosi tra di loro, l’amido e gli isomeri

“Beta” formano, combinandosi tra di loro, la cellulosa.

Nella forma alfa esiste una differenza in base a come si sviluppa nello spazio:

esiste l’amiloso dove ci sono tutti legami 1-4 ( tra gli atomi di carbonio ) e

l’amilopectina dove ogni 26 legami 1-4 ne troviamo uno 1-6 ( tra gli atomi di

carbonio ). La prima ha una forma completamente lineare mentre la seconda

ha una forma ramificata ( Glicogeno ).

I glucidi tra di loro e tra i diversi

monomeri di una catena

glucidica si uniscono attraverso

glicosidico

un legame ( Sintesi )

e si dividono attraverso l’idrolisi

( distruzione ). Nel legame

glicosidico si legano attraverso

il gruppo OH del C1.

Un altro tipologia di glucidi

importante sono i GAG, o

meglio chiamati,

Glicosamminoglicani che hanno

delle funzioni ben precise nel

nostro organismo ( es. acido ialuronico, cheratina, dermatina ). Questi glucidi

specifici sono idrofili, cioè riescono a far penetrare l’acqua ed ad assorbirla;

e basofili, cioè di avere la caratteristica di colorarsi in maniera elettiva con i

coloranti basici dell’anilina.

Infine esistono del glicoconiugati che svolgono azioni ben precise : i

proteoglicani, composti dal 5% di proteine ( core/protein ) e il 95% di glucidi

Glicoproteine,

( GAG ); le composte dal 40% di proteine e il 60% di glucidi, e

glicolipidi,

i composti dal 40% di lipidi e il 60% di giudici, i quali son

responsabili delle comunicazioni intracellulari e connettive dell’organismo.

Proteine :

Le proteine principalmente si dividono in semplici ( 50% di C, 23% di O,

16% di N, 7% di H ( e max 3% di s ) ) e complessi ( Proteina + Prostetico

( glu - lip ) ). Pool

Nelle cellule esiste anche un raggruppamento di Ammonoacidi chiamati

di amminoacidi, derivanti dalla demolizione delle proteine della dietà ecc.

Anche gli amminoacidi ( unità di misura delle proteine ) hanno 2 isomeri D e L

dovuti al centro di simmetria

del C, ma in natura si trovano

solamente in forma D.

Il gruppo caratteristico R

dell’amminoacido

rappresenta la caratteristiche

dell’amminoacido e quindi

della proteina stessa: può

essere idrofila o idrofoba, che

cambia la sua Stericità

( conformazione spaziale ) e funzione.

Nel suo ripiegamento ( Folding ) la proteina interagisce con se stessa

attraverso legami chimici deboli come : Ponti H, Interazioni ioniche ( COO e

-

il NH3 ), interazioni idrofobiche, forze di Van Der Waart. Tutte queste forze

+

deboli donano la struttura alla proteina e quindi anche la funzione

( Paradigma struttura/funzione delle proteine ) ( ES. se si trovano entro gli 0,3

nm si legano in Ponti H per formare la struttura secondaria )

Una sezione importantissima di proteine sono gli Enzimi : essi regolano

l’intera gamma delle reazioni metaboliche cellulari ( metabolismo = insieme

delle reazioni di anabolismo ( sintesi ) e catabolismo ( demolizione ) ) in altre

parole.. gli enzimi sono i catalizzatori biologici che abbassano l’energia di

attivazione ( quantità di calore necessaria per la reazione chimica ) detta

anche Catalisi.

Sono formati principalmente da Proteine ( Apoenzima ) e molto spesso

troviamo il gruppo prostetico ( coenzima ) composto o da Vitamine o residui

metallici.

La stericità dell’enzima è complementare con il substrato da metabolizzare,

perció ogni enzima agisce su uno specifico substrato.

In base al tipo di reazione catalizzata, gli enzimi si classificano in:

- ossidoreduttasi

- Transferasi

- Idrolasi ( proteasi , esterasi, glucosidasi )

- Sintetasi

- Isomerasi

- Liasi

- Lipidi :

L’acido grasso è un lunga catena di molecole idrocarburiche con un numero

pari di atomi di carbonio e con un gruppo carbossilico COOH iniziale e un

gruppo metilico CH finale.

3

Iniziale e finale perché dal COOH si inizia a contare il numero di C con 1, 2,3.

Per il nome dell’acido grasso di segue questo schema : Acido ( N° di C ) -

noico. ( ES. C18 -> Acido ottadecanoico ); se invece si ha un doppio legame,

prima si scrive Cis seguito dal numero del carbonio con il doppio legame e

finito come sempre.

I lipidi si possono dividere in semplici ( Cere, Gliceridi, Steroli ) e complessi

( formati da una parte lipidica e un altro composto)…

quando quest’unione forma una molecola con una

parte idrofila ( quindi Polare ) e una parte idrofoba si

chiamano molecole Antipatiche

Acidi Nucleici :

Gli acidi nucleici sono polinucleotidi, formati dall’unione

di monomeri chiamati nucleotidi:

Essi sono composti da :

- Pentoso ( zucchero con 5 atomi di C ) che si

differenzia in Ribosio (RNA) e desossiriboso ( DNA)

- Base azotata ( Contenente Azoto ) che si differenzia

in pirimidiniche formati da un solo anello ( Timina,

Citosina, Uracile ) e puriniche formate da 2 anelli

( Adenina e Guanina )

- Radicale fosforico composto principalmente da

gruppi fosfato legati al carbonio ( 5 e 3 ) attraverso

legami covalenti ( fosfodiestere )

La differenza tra DNA e RNA sta nello zucchero, nelle

basi azotate corrispondenti ( DNA = T; RNA = U ) e nella

struttura secondaria.

Il DNA è composto da due filamenti di

scheletro zucchero fosfato legato da

legame covalente fosfodiesterico

antiparalleli ( 5 e 3 con 3 e 5 ) con basi

azotate complementari unite da legami

idrogeno e sviluppato tridimensionalmente

in elica, con specifica forma B ( Solco

maggiore e solco minore ). La

complementarietà delle basi, secondo

motivi stereochimici, avviene tra A - T con

la formazione di 2 legami H e tra C - G con

formazione di 3 legami H. Queste

complementarietà sono alla base della

replicazione del DNA e dal mantenimento

della stessa distanza tra basi azotate

( 0,34 nm ) e lo stesso diametro dell’elica

di DNA ( 2 nm )

L’RNA è composto da

un singolo filamento

solitario o avvolte

unito su se stesso

tramite

complementarietà

delle basi azotate.

Ogni RNA è trascritto

da un gene nel DNA.

( Vedi appunti

Citologia ) Esistono 3 tipi principali :

mRNA ( RNA messaggero )

Costituito da un filamento di polinucleotidi, avvolte ripiegato ad elica,

suddivisibile in codoni ( gruppi di 3 basi azotate ) e lungo in proporzione agli

amminoacidi da tradurre ( Sintesi Proteica ).

Infatti la sua funzione è la trascrizione nell’espressione genica.

tRNA ( RNA transfer )

Costituito da un filamento

polinucleotidico, formato da

75 a 90 nucleotidi, ripiegato

su se stesso per formare una

forma a “Trifoglio” dovuto

alla formazione di 3 ansa ( D,

anticodone, T ).

La funzione dell’tRNA è

quella di trasportare

l’amminoacido dal pool degli

amminoacidi al ribosoma per

eseguire la traduzione

proteica. Infatti all’estremità 3

dell’RNA troviamo una

tripletta caratteristica di ogni

tRNA ( CCA ) che corrisponde

al sito accettatore dell’amminoacido.

rRNA ( RNA ribosomiale )

Nome dovuto poiché costituente dei ribosomi, organuli adibiti alla sintesi

delle proteine. Essi sono formati da due parti diseguali : la subunità minore

contenente 1 rRNA e la subunità maggiore contenente 2-3 rRNA. Queste due

unità sono legate tra loro solo al momento della sintesi proteica.

Approccio strumentale per lo studio della vita

Le cellule e i tessuti possono essere studiati dal punto di vista

Morfologico, dove si prende in esame l’organizzazione strutturale

delle cellule utilizzando apparecchi specifici atti ad ingrandire

l’immagine desiderata ( Microscopi ) e Biochimico/funzionale, dove

si prende in esame la composizione delle cellule e il loro

funzionamento.

Analisi Morfologica

Analisi delle strutture della cellula, che avviene grazie a due

tipologie di microscopie :

- Microscopia ottica : l’oggetto viene visualizzato per mezzo

della luce, che sia naturale o no.

Troviamo ai giorni d’oggi moltissimi tipi di microscopi ottici:

Microscopio a contrasto di fase = sviluppato nel 1935 da F. Zernike.

Esso scoprì, oltre ai raggi luminosi trasmessi direttamente alla lente,

anche dei raggi

diffratti che

rimangono più deviati

e sfocati rispetto al

diretto. Attraverso

l’utilizzo di alcune

lamine di fase

all’interno della

colonna del

microscopio, riuscì ad

incanalare tutti i raggi

emessi in un unica

immagine.

Microscopio a luce

polarizzata = mentre

prima a cambiare era

delle lamine all’interno del microscopio, qui cambia invece la luce

emessa, ovvero luce che vibra in un solo piano, riuscendo a

elaborare un immagine precisa di quel determinato piano.

Microscopio a fluorescenza = anche qui il cambio avviene nella

lampada utilizzata, poiché si necessita di una lampada a vapori di

mercurio che emette radiazioni ultraviolette che colorano

determinate parti del tessuto.

Microscopio confocale = proietta l’immagine di un determinato

piano sottile uno alla volta, per poi alla fine ricostruire col computer

la figura tridimensionale dell’esaminato.

dei campioni per la microscopia ottica

Nell’allestimento

possiamo optare per cellule e tessuti viventi, utili per la visione del

reale svolgimento delle funzioni ( esempio sangue ) ma con

brevissimo tempo a disposizione ( utilizzo del microscopio ottico a

contrasto di fase, e si utilizzano coloranti vitali ) ; oppure optare per

cellule e tessuti morti, ma essi devono subire un processo di :

- Fissazione ( il mantenimento delle

strutture della cellule e la prevenzione

delle co