Istituzioni di Biologia

L'ordine nel mondo dei viventi è mantenuto grazie ad un notevole dispendio di energia.

Sistema = tessuti simili (scheletrico) Apparato = tessuti non simili (digerente)

Ogni livello superiore presenta proprietà emergenti rispetto all'inferiore. La cellula è l'unità di tutto il mondo vivente e organizzato, si riproduce, immagazzina energia, si adatta, risponde agli stimoli esternamente.

Teoria cellulare (1839): Ogni cellula viene da un'altra cellula. Virus: non sono calcolati come viventi perché non si riproducono autonomamente. Sono assemblamenti di macromolecole (virus semplicissimo gruppo di molecole principali).

Cellula procariota

• Regno Monera < Archaebacteria
• Batteri
• Sanno vivere in condizioni estreme e sono più simili agli eucarioti.
• Non hanno compartimentazione interna (no nucleo)
• 1 µm < cellula < 10 µm
• Ribosomi: 70S = Svedberg = 10^-13 secondi (Velocità di sedimentazione)
• In ogni miscela che si spinge cela ribosoma e ogni ribosoma messo in provetta viene portato da forza centrifuga
• Parete di peptidoglicano (2 zuccheri uniti da catena polipeptidica)
• Genoma: 1 singolo filamento ad anello con 30-35 mila geni

Cellula eucariota

• 10 µm < c < 30 µm
• Hanno compartimentazione interna con ausilio di membrane che inducono reazioni.
• Ogni spazio ha una specifica funzione

Vegetale

• Possiede di più cloroplasto / vacuolo / parete cellulare di cellulosa
• Più grande
• Autotrofe → Bisogno di H₂O
• Animale → 10 µm < d < 100 µm ← Vegetale

LE ESTROFLESSIONI aumentano la superficie a contatto con l'esterno. Nelle membrane interne ci sono una miriade che innescano diversi processi metabolici.

I CENTRI CELLULOSICI colloide gelatinosa con sospensione di proteine, zuccheri, lipidi ecc.

CAROPLASMA

METODO DI STUDIO:

• A: MICROSCOPIO (ottico ed electronico)
• B: FRAZIONAMENTO CELLULARE - Non conservativo

A. MICROSCOPIO ottico, cenni elettronico

Scoperto nel 1595 da Jansen, utilizzato a scopo biologico nel 1605 da Hooke.

Con esso si osservano oggetti con minimo di 0,2 µm -> 2000 nm.

Sono necessari: sorgente di luce, campione, lenti (obiettivo e oculare)

La diversa lunghezza d'onda provoca diversa risoluzione. Ad esempio le UV hanno 400 nm e i raggi minori E. il maggiore é la risoluzione.

1. LIMITI DI RISOLUZIONE

Distanza minima che intercorre tra 2 punti per poterli distinguere come separati. Minore é il limite di risoluzione, maggiore é il potere risolutivo.

L.R. = _kλ / ΔN

• L = lunghezza d'onda della luce
• _o.Ei = ^λ (527 nm si usa)

N = indice di rifrazione del mezzo

_o.Ei = ^λ _opaco

_o = oculare

L.R. = lunghezza d'onda della luce / apertura numerica = 1/2 oculare

1.094 uno dei vuoti più bassi è quasi uguale

1. POTERE RISOLUTIVO -- POTERE di INGRANDIMENTO

Rapporto tra le dimensioni apparenti di un oggetto e quelle reali. Solitamente max 4000 volte per l'ottico, 10000 volte per l'elettronico

Preparazione di un campione

• FISSAZIONE
• DISIDRATAZIONE
• INCLUSIONE

M. ottico

• lama di acciaio
• penna su vetro
• uso di coloranti

1. Per evitare la decomposizione del campione uso fissativi come formaldeide al 10% formalina)
2. Disidrata in campione: immergendolo successivamente in concentrazioni crescenti come uno step passo dall'acqua all'alcol, talvolta xilolo.
3. Uso PARAFFINA (temperatura per tagliare uso microtomi, affettare i monocrittico)
4. Lama di diamante
5. Fetta di tentata fissatura del piano
6. Uso di coloranti (es safrax)

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INTERAZIONI IDROFOBICHE

Forze di attrazione: le molecole non polari, che non hanno nessuna carica parziale (idrofobiche) sono portate ad aggregarsi con altre molecole e parziali perdendo l’esposizione alle molecole di H2O. È fondamentale per la creazione delle membrane.

FORZE DI VAN DER WAALS

Quando 2 atomi si avvicinano con le forze di attrazione (0,4 nm - 0,1 nm). Se aumentano le proporzioni o minore si spiegano. Avviene le adadeuzioni ma macromolecole.

Gruppi Funzionali

• O=C-O^- carbossilico

• P-O^- fosforico

• -NH₃ amminico

• C=O gruppo carbonilico

  • alla fine della catena chetonico
  • al centro aldeido

• OH ossidrilico

• SH solfidrilico

• -C-O cheronico

• -C=H aldeidico

Carbossilico: amminoacidi

Amminico: (gruppo passico) ammini

Solfidrilico: zolfo, crea disterina o ponti disolfuro

Carbonilico: zuccheri, proteine

Fosforico: fosfolipidi, nucleotidi, ATP

Aldeidico: zuccheri

Ossidrilico: alcolici, glicerolo, aceti, fosfolipidi

L'acqua

Si trova solida, liquida o gassosa. Le cellule sono composte dal 70-95% di acqua. Si formano legami di idrogeno

E polare. 1 H2O forma 4 legami ad idrogeno. Nel grafico sono riportati.

α = 104,5°

fra metà ad elica e β foglietto ci sono anche α random coil

Terziaria

Specifico ripiegamento impresso dai gruppi R

• Interaz. deboli apolari: con gruppi R apolari dei proteine idrofobiche
  • f. van der Waals
• Legame H idr.: tra gruppi R isoitotici
• Legami elettrostatici: fra gruppi R con carica
• Ponte disolfuro (lep. cov. forte):

• L'effetto complessivo stabilizza la proteina nella sua forma specifica e la conformazione che assume è la più stabile (anche se non è unica possibilità)
• Se si variano pH, concentrazioni solute, temperature potrebbe variare la conformazione

Denaturazione

Anfinsen su un enzima (ribonucleasi) utilizzo urea e mercaptoetanolo (agnt riducente) e questo perderà la sua attività poichè perderà la sua conformazione nativa Tornando alle condizioni normali la proteina recuperava la propria forma e la propria attività dopo un determinato tempo (raggomitolamenti)

Es. Albumina in denilosa con acqua calda si denatura, ma non c'è riavvolgimento

Chaperoni molecolari

• Aiutano le proteine ad assumere la propria struttura creano le condizioni ideali per il raggomitolamento delle pr.
• HsP40: heat shock proteins = proteine che intervengono in un innalzamento di temperatura Scoperte in cellule sottoposte ad innalzamento di temperature

• Le chaperonine hanno forma a botte con cavità interna, diversamente messa la proteina olog. Hip70 si svuole. Nascent polipeptide
• La chaperonina viene chiusa con un lid

Detersali - macropolimeri provocano Alzheimer, Parkinson, encefalopatia spongiforme Nei neuroni si trovano ammassi di proteine insolubili (fibruille o forme amiloide) che portano la cellula alla morte

Basi Azotate

molecole eterocicliche portarici

1. PURINE (≠ grosse) 2 anelli, 1 con 5 atomi (esadiato) e 1 pentatomico A - G
2. PIRIMIDINE 1 anello di 6 atomi C - T - U (T-DNA / U=RNA)

ATP vetori temporanei di energia (comando l’energia è necessaria per svolgere lavori cellulari ATP - ADP + defosforilazione)

ATP + H₂O → ADP + +4'

Analogo GDP → GTP

Catene polinucleotidiche

Il legame congiunge sempre il gruppo fosfato

Spossano lateralmente le basi azotate mentre lo scheletro si costruisce (come plastica)

Il fosfato in 5' si lega con condensazione al “carbonio 3'” del nucleotide precedente

LEGAME FOSFODIESTERICO