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BIOLOGIA MOLECOLARE
METODO DEDUTTIVO:
dal UNIVERSALE a PARTICOLARE premessa ▶ deduce CONCLUSIONE logica pregio: si prevedono fatti non osservati ma necessari difetto: si basa tutto sulle PREMESSE devono avverarsi
METODO INDUTTIVO:
da PARTICOLARE a UNIVERSALE
Osservazioni e ESPERIENZA di un particolare fenomeno ➔ riconosco PRINCIPI GENERALI (Berna - Galileo)
- per ENUMERAZIONE osservo il ripetersi del fenomeno MA NON VALIDA xkè anche se si ripete tutti i giorni non è detto che non cessa in futuro
- per NEGAZIONE si eliminano teorie ERRATE MA ho un limite xkè le teorie newton sono potenzialmente INFINITE.
Questi punti dimostrano che fare comunque inquina serve per la ricerca in base alla sua FORMAZIONE e ESPERIENZA.
CRITERIO di FALSIFICABILITÀ:
La ritenere un ipotesi più valida delle altre in base a quanti più tentativi di FALSIFICAZIONE resiste
Lo SPERIMENTAZIONE NON DA CERTEZZA di "VERA" ma dice che non è FALSA "VERA finchè non viene FALSIFICATA"
In medicina ci si basa su:
RIPETIBILITÀ' STATISTICAMENTE SIGNIFICATIVA delle OSSERVAZIONI da parte di ALTRI RICERCATORI.
Il fenomeno deve essere RIPROPOSTO e STUDIATO in TUTTI i LABORATORI
Scienza nella ricerca scientifica usa una SINTESI di vari metodi:
- IPOTESI
- prevedere CONSEGUENZE DEDUCIBILI
- se si VERIFICANO la IPOTESI NON è SMENTITA (è VERA)
si accetta provvisoriamente
È importantissimo una comunicazione nella comunità scientifica
PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE
IMPACT FACTOR
CARATTERISTICHE MATERIA VIVENTE e IMPLICAZIONI:
- COMPLESSITÀ SPECIFICATAMENTE DEFINITA e COSTANTE in luogo e tempo:
- come si è costruita così tanta info? - PROBLEMA
- RISPOSTA ATTUALE - DNA contiene INFO GENETICA e forma GENOMA
- CAPACITÀ di ACCRESCIMENTO:
- PROBLEMA - devono sapere trasformare composti INORGANICI in ORGANICI specifici
- RISP. - devono produrre SPECIFICI ENZIMI: CATALIZZATORI
- capacità di AUTORIPRODUZIONE:
- meccanismo di replicazione e trasmissione delle info
- RISP - REPLICAZIONE DNA, MITOSI e MEIOSI controllate da enzimi
- ADATTAMENTO all'AMBIENTE:
- evoluzione per SELEZIONE NATURALE di FENOTIPI generato da MUTAZIONI CASUALI
TEORIA CELLULARE 1830
- SCHLEIDEN - fece la prima esatta descrizione della cellula vegetale
- SCHWANN - estende osservazioni a cellule animali
Insieme elaborarono la teoria cellulare:
- Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule
- Le cellule sono le unità funzionali degli organismi
- Le cellule originano per divisione da cellule preesistenti - fu aggiunto da VIRCHOW
Ci sono cellule:
- PROCARIOTICHE (BATTERI, ARCHEOBATTERI)
- EUCARIOTICHE
Ci sono organismi:
- MONOCELLULARI: la cellula può essere procariottica o eucariottica ed è in grado di svolgere tutte le funzioni per vivere
-
PLURICELLULARI:
- solo cellule eucariotic
- DIFFERENZIAMENTO CELLULARE - le cellule grazie alla regolazione dell'espressione genica, svolgono specifiche funzioni
FATTORI LIMITANTI LE DIMENSIONI CELLULARI:
- Le cellule hanno un limite nelle dimensioni dovuto al rapporto SUPERFICIE/VOLUME in quanto la superficie cresce al quadrato e volume al cubo
- La velocità di diffusione delle molecole è inversamente proporzionale alle dimensioni della cellula
- La necessità di una concentrazione di reagenti e catalizzatori adeguata
Perciò nascono organismi PLURICELLULARI
più cellule di dimensioni piccole danno un organismo grande
PROTEINE
Sono la più abbondante dopo H2O e le più ETEROGENEE e multiformi FUNZIONI:
- ENZIMI
- FATTORI DI TRASCRIZIONE
- STRUTTURALI
- CONTRATTILI
- POMPE E CANALI IONICI
- ORMONI O FATTORI DI CRESCITA
- RECETTORI
- TRASPORTO
- DEPOSITO
- ANTICORPI
- TOSSINE
Sono COPOLIMERI che si formano a partire da 20 AMMINOACIDI. Sono:
- SEMPLICI: con solo amminoacidi
- CONIUGATE: con anche molecole non proteiche (hanno GRUPPI PROSTETICI)
- Es. GLICOPROTEINE con carboidrati
- LIPOPROTEINE con lipidi
Gli amminoacidi sono tutti L e molti ALFA.
H – N+ – C – C = O
| | ||
H R O
gruppo gruppo
AMMINICO CARBOSSILICO
Sono CHIRALI → ISOMERIA OTTICA xkè c’è C ASIMMETRICO legato a 4 gruppi diversi.
20 partecipano a PROTEINE, ma ne esistono più di 500.
- Si dividono in:
- NEUTRI
- POLARI
- NON POLARI
- ELETTRICI
- ACIDI
- BASICI
Si combinano con un LEGAME PEPTIDICO O AMMIDICO
H – N+ – Cα – C = O + H2O H – N+ – Cα' – C = O
R O H R' OH
OH H |
H – N+ – Cα – C = O
H O H R' OH
R R'
R''
ESTREMITA’ AMMINOTERMINALE ESTREMITA’ CARBOSSITERMINALE
CIS ──── TRANS
(n maggiore parte) di PROTEINE
acido fosforico
2-desossiribosio
base azotata
NUCLEOSIDE = ZUCCHERO + BASE
NUCLEOTIDE = NUCLEOSIDE + ACIDO FOSFORICO
nucleotide
Le basi CANONICHE sono:
- PURINA
ADENINA
GUANINA
- PIRIMIDINA
TIMINA
URACILE
CITOSINA
La doppia elica è influenzata nella sua stabilità da:
- Interazioni idrofobiche - gruppi:
- Idrofobici all'interno
- Idrofili all'esterno
- Energia di impilamento: dipende dalla sequenza di basi. Si formano interazioni deboli - Van der Waals
- Legami idrogeno - forti e specifici
- Interazioni elettrostatiche: repulsione tra gruppi fosfato carichi - destabilizzano
La posizione delle coppie di basi è identificata da 3 angoli:
- Twist - rotazione rispetto all'asse
- Roll - inclinazione
- Tilt - smorzamento
Queste angolazioni dipendono dalle interazioni tra le basi adiacenti e già sono sequenza specifici
Il DNA si può piegare in modo sequenza specifico
- In genere le angole si annullano l'un l'altra, ma in alcuni casi il DNA si piega, se queste si sommano.
Ci possono essere sequenze ripetute invertite e palindrome:
- Le sequenze risultano uguali nei due filamenti letti sempre in direzione 5' - 3'
AGTACT
TCATGA
A sinistra dell'asse di simmetria proposto si inseriscono nucleotide da formare una sequenza non invertita.
CTPS
AGCTCAAG
GAAGTCAGTTC
La lunghezza della sequenza riconosciuta determina la frequenza di taglio di un endonucleasi.
Es:
- Lunghezza 2, frequenza 42 = 16
- 3, 43 = 64
- 4, 44 = 256
Una sequenza di n nucleotidi ricorre mediamente ogni 4n nucleotidi
I batteri hanno gli enzimi di restrizione tagliano in punti specifici; sono endonucleasi specifiche che fungono come difesa contro batteriofagi, xkè
riconoscono DNA eterologo e lo attaccano xkè non metilato. Il self o metilato o xkè non viene attaccato anche se c'è sequenza.
I frammenti tagliati sono detti frammenti di restrizione che saranno tanto piu lunghi quanto è piu lunga la sequenza da riconoscere.
Le endonucleasi possono essere usate per diagnosticare l'anemia falciforme
Enzimi che sintetizzano legami fosfodiesterici:
- Le polimerasi
- RNA polimerasi
- DNA polimerasi
La DNA polimerasi catalizza la reazione di formazione del DNA e necessita di:
- strand stampo
- nucleosidi trifosfati (nucleotide + 2 fosfati)
- innesco: è una piccola sequenza iniziale 5'->3' a cui la DNA-pol aggiunge nucleotidi al 3'
L’energia per la polimerizzazione viene presa dall’idrolisi del pirofosfato in 2 fosfati
La DNA pol sembra una mano destra che afferra il complesso innesco: stampo.
Perciò x i domini sono detti:
- pollice
- dita
- palmo
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