introduzione alla biologia

LA VITA SULLA TERRA

 STUDIO CELLULARE

 LE GRANDI MOLECOLE

 LA MEMBRANA PLASMATICA

 TRASPORTO DI MEMBRANA

 GIUNZIONI CELLULARI

 CITOSCHELETRO



pag. 1 Giorgia Bassetto

F1 LA VITA SULLA TERRA

-origine della vita tra 4-3.5 miliardi di anni fa (prime colonie batteriche fossili stromatoliti tipo

cianobatteri con fotosintesi aerobica)

-nelle condizioni ambientali attuali la vita si origina solo dalla vita (teoria generazione

spontanea non esiste)

-il sistema vivente ha 3 funzioni 

1. Essere in grado di riprodursi mantenendo le proprie caratteristiche mediante eredità

2. I suoi componenti devono avere una localizzazione definita

3. Usare energia e molecole prese dall’ambiente per il proprio metabolismo

-ORIGINE MOLECOLE ORGANICHE =

tappa 1 sintesi abiotica (sintesi composti organici a partire da composti inorganiche

nelle condizioni di temperature elevate, atmosfera riducente, bombardamento raggi

campi di energia

ultravioletti, – formazione composti organici tipo aminoacidi capaci di

condensare in proteine) ;

tappa 2 formazione di polimeri (proteine e acidi nucleici per polimerizzazione casuale) ;

tappa 3 capacità di autoreplicazione (potere in base all’appaiamento spontaneo delle

basi complementari “ipotesi mondo a RNA” perché è meno stabile e presenta attività

catalitica RIBOZIMI , può essere implicato in polimerizzazione enzimatica di catene

polinucleotidiche) ;

tappa 4 compartimentalizzazione (formazione acidi nucleici che consente la

replicazione, la trascrizione e traduzione per conversione a proteine, necessità di confinare i

processi)

prima cellula = incapsulamento di una molecola di RNA all’interno di una membrana di



fosfolipidi (protobionte), ambiente esterno ≠ interno, le prime erano eterotrofe generazione



energia metabolica ATP e il suo utilizzo è un meccanismo centrale conservato in tutte le

cellule (glicolisi, fotosintesi, metabolismo ossidativo)

-differenze tra procarioti ed eucarioti = presenza/assenza di un vero nucleo, organizzazione

genoma, presenza di membrana e organelli interni, organizzazione rivestimento esterno

PROCARIOTI morfologia, dimensioni, assenza di nucleo e membrane interne, DNA



plasmidico (archea, proc. scoperti in ambienti estremi hanno un monostrato lipidico che è

rigido)

EUCARIOTI apparato di trascrizione e traduzione, presenza di istoni, presenza di introni



(origine, evento di fusione dei genomi di archibatteri con gli eubatteri, natura a mosaico;

derivate da un processo di endosimbiosi tra eubatterio aerobio e un archibatterio portando

allo sviluppo di mitocondri)

escherichia coli saccharomyces

modello: (replicazione DNA, sintesi proteica),

organismi

cerevisiae caenorhabditis

(geni che codificano le proteine, indirizzamento delle proteine),

elegans ),

(geni per l’associazione delle cellule in tessuti e la comunicazione tra cellule

drosophila melanogaster, danio renio (ricerca tossicologica),

pag. 2 Giorgia Bassetto

F2 STUDIO CELLULARE

-TEORIA CELLULARE = la cellula è l’unità di base degli organismi che sono costituiti da

una o più cellule, le reazioni chimiche di un organismo hanno luogo all’interno della cellula,

ogni cellula deriva da una cellula preesistente, le cellule contengono informazioni

ereditarie

- rapporto superficie/volume è un fattore ritmico per le dimensioni della cellula e per lo

scambio di materiale tra interno ed esterno

-MICROSCOPIA = insieme delle tecniche legate all’osservazione di organismi e strutture

microscopiche (condensatore mette a fuoco, obiettivo raccoglie un cono di raggi luminosi)

INGRANDIMENTO (dipende dall’obiettivo e dall’oculare e corrisponde al prodotto

degli ingrandimenti delle singole lenti ed è limitato al potere di risoluzione) ≠ POTERE

DI RISOLUZIONE (capacità di distinguere oggetti adiacenti come separati, distanza

minima 0.61λ/NA)

-fissazione: autodistruzione o autolisi subito dopo la morte cellulare e dovuti

a enzimi lisosomiali, putrefazione ad opera di batteri, penetrazione fissativo mediante

disidratazione, reticolazione e miscele

-inclusione e taglio: tessuto inibito con una sostanza poi tagliato e colorato (blu ematossilina

carichi – basofili, rosso rosato eosina carico + basiche)

ottico campo chiaro = la luce che attraversa la cellula non colorata viene

microscopio

alterata quando attraversa le parti più dense, la cellula assorbe particolari lunghezze d’onda

che dipendono dal colore miglioramento dell’immagine grazie all’indice di rifrazione



ottico a contrasto di fase= amplifica la differenza di fase fra le onde che

microscopio

attraversano gli oggetti trasparenti e quelle che viaggiano attraverso il vetrino causando

variazioni di colore

a fluorescenza= proprietà di assorbire la luce e rilasciarla, un fascio di luce

microscopio

stimola la sostanza fluorescente presente nella cellula o un colorante fluorescente, i preparati

trattati con reagenti speciali (fluorocromi o enzimi) GFP proteina fluorescente della medusa



emette un colore verde

confocale= un punto di luce laser è focalizzato sul campione ad una

microscopio

particolare profondità, la luce passa attraverso un’apertura confocale che permette il

passaggio solo della luce emessa dal campione messo a fuoco (l’altra esclusa) immagine

tridimensionale elettronico a trasmissione= utilizza gli elettroni per migliori risoluzioni (λ

microscopio

elettroni < λ luce)0.004nm; fascio di elettroni generati da un tubo catodico viene

convogliato in un campo magnetico, gli elettroni vengono raccolti da un secondo campo e

proiettati su schermo fluorescente (zone chiare= attraversate da elettroni); più alto è il

numero atomico del campione e maggiore è il contrasto

tecnica del congelamento-frattura, preparato è congelato in azoto liquido e



fratturato (rompe il doppio strato lipidico e si evidenziano le proteine

pag. 3 Giorgia Bassetto

a scansione= studio della superficie dei campioni, campione rivestito da uno

microscopio

strato metallico (uguale a ME ma fa un’immagine 3D)

subcellulare = rottura cellule con alta frequenza, detergente per

frazionamento

isolare la membrana plasmatica, far passare le cellule per un piccolo buco, tramite

rotazione separazione dei componenti cellulari

F3 LE GRANDI MOLECOLE

-atomi legati da legami covalenti (60% acqua) polari (asimmetria delle cariche) o non polari

(ugualmente distribuiti, O N S)

-MACROMOLECOLE = polimeri di grandi dimensioni organizzati, conferisce le

proprietà della vita, monomeri con processo di polimerizzazione (proteine, acidi

nucleici, polisaccaridi, lipidi)

-UNITA’ COSTITUTIVE DELLE MACROMOLECOLE = vita breve,

degradate e sostituite (riserva, pool), zuccheri, precursori dei

polisaccaridi, delle proteine, degli acidi nucleici, acidi grassi,

nucleotidi, zuccheri

-INTERMEDI METABOLICI = composti che si formano nel percorso,

strutture complesse sintetizzate in più passaggi, ogni serie di

reazione chimica costituisce una via metabolica

-MOLECOLE CON FUNZIONI VARIE = vitamine, esplicano la loro attività in

associazione con proteine, ormoni, amminoacidi, molecole di ATP,

fosfocreatina, molecole regolative AMP

formano polimeri per condensazione catalizzata da acqua, viceversa per idrolisi

monomeri

- proteine = polimeri formati da 20 amminoacidi ( molecole organiche contenenti sia

gruppi carbossilici sia gruppo amminici legati al carbonio centrale α assieme ad un H e R);

fanno funzionare la cellula, aumentano la velocità delle reazioni metaboliche, funzioni di

regolazione, attività motoria, selezionano ciò che entra o esce dalla molecola, forniscono

sostegno, agiscono da anticorpi, trasportano sostanze, alto grado di specificità

organizzazione

1 struttura primaria, descrive la sequenza degli aminoacidi, sequenza lineare

specifica degli aminoacidi che compongono la catena (genoma), forma tridimensionale

della molecola e funzione, determina l’intera sequenza del genoma;

2 struttura secondaria, descrive la conformazione, legami H