Metodo scientifico, Biologia applicata

1. UNITA’ E DIVERSITA’ DEI VIVENTI

• Analisi della forma esteriore -osserviamo la diversità

-rintracciamo le somiglianze (ci sono gradi diversi di

somiglianza)

• Analisi dell’anatomia degli organi (Il cane ha organi simili all’uomo, il cuore del cane

e del maiale sono molto simili a quello dell’uomo. Anche qui c’è una gerarchia di

somiglianze )

• Analisi istologica (Ad esempio il tessuto muscolare o nervoso tra uomo, scimpanzè,

cane e cavalletta scompare, per distinguerli bisogna guardare i cromosomi )

• Analisi a livello dell’organizzazione cellulare (La cellula vegetale è diversa solo

perché ha una parete, ma le cellule sono molto simili tra loro)

• Analisi a livello molecolare (qui non si vede più nessuna differenza tra animali,

vegetali e batteri (i processi biochimici e le molecole sono le stesse))

Si può postulare che ci sia un ORIGINE COMUNE di queste cellule, in milioni di anni si è generata

la diversità. Quest’ultimo sembrerebbe spiegare il paradosso tra diversità biologica e l’unità dei

processi chimici e fisici.

2. PROPRIETA’ EMERGENTE:

La proprietà emergente è una proprietà che compare come risultato delle INTERAZIONI tra

i componenti. Ogni livello dell’organizzazione biologica possiede proprietà emergenti.

Emergono nuove proprietà che non erano presenti nei singoli componenti Esse non sono

quindi il risultato della somma dei singoli componenti ma sono vere e proprie nuove

caratteristiche e proprietà a sé stanti.

(es. H e O hanno proprietà specifiche, H2O ha proprietà che non sono la somma delle

proprietà degli atomi dal quale è composta la molecola, ma sono proprietà nuove.)

La VITA è difficile da definire poiché è associata a numerose proprietà emergenti che riflettono una

gerarchia di organizzazione strutturale

(es DNA non si pensava conteneva il materiale genetico perché si credeva fosse troppo semplice

prima delle scoperte di W e K).

3. STRUTTURA E FUNZIONE

Ogni struttura consente lo svolgimento di una determinata funzione.

Es:Testosterone e estrogeni sono lipidi (steroidi, struttura ad anelli), la differenza è che il

testosterone ha un doppio legame O in posizione terminale e un OH in posizione apicale,

l’estrogeno il contrario, solo questo basta a determinare il sesso di un individuo,

determinando lo sviluppo dell’apparato riproduttivo ecc.

Es:La struttura delle proteine (struttura 1) determina la funzione della proteina. Grazie alla

struttura primaria si origina la terziaria, se viene a meno la primaria la molecola è

denaturata.

4. CAUSE PROSSIME E REMOTE

• CAUSE PROSSIME: meccanismi, stimoli, condizioni che causano un fenomeno, una

struttura, un processo, un comportamento che ci rende vulnerabili alle malattie

Risponde alla domanda COSA (what)? COME(how)?

• CAUSE REMOTE: le funzioni che quel fenomeno, struttura, processo, assolve per

aumentare sopravvivenza e riproduzione dell’organismo, perché i meccanismi prossimi

si sono evoluti in questo modo. Risponde alla domanda PERCHE’ (why)? A QUALE

SCOPO?

ES:Cause prossime: la costituzione genetica e la dieta ad alto contenuto di grassi

predispongono alcuni individui ad aterosclerosi ed infarto.

Cause remote: I geni che predispongono gli individui all’arteriosclerosi non erano

dannosi nella storia umana caratterizzata da un basso consumo di grassi Poiché i

grassi nella dieta sono stati poco disponibili, la predilezione per i cibi grassi altamente

calorici ed energetici era probabilmente adattativa. Perché abbiamo mantenuto questa

vulnerabilità? I geni che predispongono a queste malattia sono geni che aumentano la

capacità di mantenere i grassi, fino a qualche secolo fa si viveva in povertà e c’era

necessità di accumulare i grassi (precedentemente erano favorevoli)

VITA

Una cellula batterica è formata sostanzialmente da acqua in cui sono disciolte sost. Organizzate in

modo diverso: 70% acqua

30% sostanze chimiche -> proteine, acidi nucleici, fosfolipidi e polisaccaridi,

ioni e piccole molecole (in ordine decrescente di percentuale). La maggior

parte dei costituenti di una cellula sono macromolecole ad alto peso

molecolare (composti di molecole)

Com’e fatta la materia forma le proprietà emergenti si uniscono elettroni che formano atomi che

danno molecole, poi molecole organiche semplici, poi polimeri che formano le cellule che

compongono i tessuti ed organi che formano gli organismi

ci sono 92 elementi naturali, 25 devono essere presenti per la vita.

• C O H N sono i costituenti principali

• Ca P K S Na Cl Mg sono presenti in minore quantità

Zuccheri, acidi grassi, amminoacidi e nucleotidi sono le molecole organiche semplici Esse si

combinano tra di loro e formano MACROMOLECOLE costituiti però da molecole tutte uguali tra

loro. Le 3 macromolecole per eccellenza sono lipidi, proteine ed acidi nucleici.

La vita è caratterizzata dalla presenza CONTEMPORANEA di tutte le successive caratteristiche

- Organizzazione : complessità ed ordine

- Energia: acquisizione e consumo di energia

- Metabolismo: reazioni chimiche controllate: L’organizzazione di una struttura interna

diversa da una esterna richiede un consumo di energia e produzione di calore.

La cellula fa tutto questo grazie a una serie di catene di reazioni ordinate, la cellula grazie

al catabolismo riesce ad ottenere energia che immagazzinerà per sintetizzare le

macromolecole necessarie alla sua sopravvivenza.

Ci sono molte reazioni per arrivare ad un prodotto perché non ci devono essere grandi

sbalzi energetici.

• Omeostasi: autoregolazione per il mantenimento delle proprietà dell’ambiente interno.

Rappresenta la differenza tra fisiologico e patologico Rappresenta la stabilità dell’ambiente

interno di un organismo che viene preservata da fini meccanismi di regolazione E’ inoltre il

complesso delle funzioni che consentono all’ambiente interno di mantenere costante la

propria composizione Mantiene costante i valori delle funzioni vitali

- Riproduzione: prole simile. L’informazione genetica è conservata nel DNA ed espressa

nelle proteine (previa sintesi di RNA)

- Ereditarietà: programma genetico che impone caratteri

- Crescita, sviluppo, morte: cambiamenti nel tempo

- Reattività: capacità di rispondere a stimoli esterni

- Cellule: tutti gli esseri sono formati da cellule

VIRUS: parassiti obbligati endocellulari

Sono organismi come struttura acellulare definibili come aggregazione di macromolecole, non

hanno attività attività metabolica, necessitano di cellule ospiti.

5 REGNI

C’è stata una origine comune di genere chimico (si suppone) Sono comparse cellule procarioti, i

batteri hanno la massima diversità tra organismi viventi perché hanno avuto più tempo per

svilupparsi

• Monera: caratterizzato da cellula piccola senza compartimenti cellulari (dna libero nel

citoplasma) Dalle cellule procarioti si sono generati gli eucarioti

• Protisti: organismi unicellulari eucarioti, ci sono organelli circondati da membrane

Poi c’è stata la pluricellularità

• Funghi (filtrazione)

• Piante (fotosintesi)

• Animali (ingestione)

Come sono fatte le classificazioni? (sono sottoclassi dei regni)

Regno -> phylum -> classe -> ordine ->specie