Nozioni, Biologia

12) MEMBRANA PLASMATICA E TRASPORTO DELLE PROTEINE ATTRAVERSO ESSA

Le cellule vivono e crescono scambiando molecole con il loro ambiente e la membrana plasmatica agisce da barriera,

controllando il transito delle molecole che entrano ed escono dalla cellula. La membrana plasmatica tende a bloccare il

passaggio di quasi tutte le molecole idrosolubili grazie al suo doppio strato lipidico. Il trasferimento di soluti dipende

da proteine di trasporto della membrana, che attraversano lo spessore e mettono a disposizione i corridoi. Le proteine

di trasporto della membrana sono: vettori e canali. Il trasporto può essere passivo (detto anche diffusione facilitata) o

trasporto attivo. Il primo avviene secondo gradiente di concentrazione, il secondo contro gradiente.

13) INDICARE QUALI TIPI DI MIOSINA SI CONOSCONO, DISEGNARE E EINDICARE DOVE SI

ATTACCA L’ATP.

Le miosine comprendono tutte le proteine motrici actino-dipendenti. Le più conosciute sono la miosina uno che si

trova in tutti i tipi di cellule e che grazie all’idrolisi di ATP si muove lungo i filamenti actinici secondo un ciclo

ripetuto di legame-distacco-legame; la miosina due che è contenuta nei sarcomeri e che ha due teste tenute insieme per

mezzo di una coda; la miosina cinque, contenuta nel Golgi, qui partecipa al trasporto.

14) IL CICLO VITALE DI UNA CELLULA

Il ciclo vitale di una cellula eucariotica si divide in quattro fasi:

1. fase M: costituita da mitosi (divisione del nucleo) e citochinasi (separazione delle cellule figlie)

2. fase G1:

3. fase S: sintesi. La cellula replica il suo DNA nucleare.

4. fase G2

Le fasi G1, S e G2 costituiscono l’interfase.

15) DISTROFISMO MUSCOLARE

Con distrofia muscolare si raccoglie un gruppo di gravi malattie neuromuscolari a carattere degenerativo, determinate

geneticamente e che causano atrofia progressiva della muscolatura scheletrica. Le forme più diffuse sono la distrofia

muscolare di Duchenne e quella di Becker. La prima è trasmessa grazie al cromosoma X quindi si manifesta

prevalentemente nei maschi. C’ è la mancanza di produzione della distrofina che rende il sarcolemma suscettibile alla

lacerazione durante la contrazione muscolare. Di solito viene riconosciuta al terzo anno di vita, si nota l’ incapacità a

camminare o correre. I primi muscoli ad essere colpiti sono quadricipiti, ileo psoas e glutei. Anche il cuore è colpito

portando delle aritmie. La distrofia muscolare di Becker è una malattia legata al cromosoma X. Provoca debolezza e

atrofia, compare intorno ai 12 anni, l’ età media in cui viene persa la deambulazione è di 25-30 anni e la morte

sopraggiunge nella 5° decade.

16) COME LE CELLULE SINTETIZZANO LE PROTEINE

La biosintesi cellulare delle proteine inizia sui ribosomi citoplasmatici, poi a seconda che l’estremità amino-terminale

contenga o meno un peptide segnale la biosintesi prosegue in 2 vie differenti:

a) Se l’estremità possiede il peptide segnale, allora il ribosoma si inserisce nel reticolo endoplasmatico ed ultima la

sequenza di trattenimento, si sposta nel Golgi per la sequenza di localizzazione e quindi viene effettuata la

sequenza di indirizzamento nei lisosomi; una volta ultimata la proteina va nella membrana plasmatica per la

sequenza transmembranica e quindi viene secreta

b) Se l’estremità non possiede il peptide segnale, vengono effettuati 4 livelli di sequenza di localizzazione

rispettivamente nei mitocondri, nei perossisomi, nel nucleo, nel nucleolo; la proteina ultimata viene riversata nel

citoplasma

17) RUOLI DELLA NEBULINA E DELLA TITINA NELL’ORGANIZZAZIONE DEL SARCOMERO

La lunghezza del filamento di actina e’ controllata da proteine accessorie quali la nebulina che contiene molti domini

di interazione per l’actina quanti sono i monomeri che costituiscono il filamento. La titina ha invece una funzione

nell’impedire un’eccessiva contrazione del sarcomero; e’ la piu’ grande proteina codificata dal genoma umano. E’ una

proteina elastica e permette anche la costante presenza nella zona centrale del sarcomero dei filamenti spessi

(miosine).

18) FORMAZIONE DEL COMPLESSO D’INIZIO NELLA SINTESI PROTEICA.

L’organismo richiede la disponibilità in ogni momento di tutti i 20 gli aminoacidi per effettuare la sintesi proteica, ma ne

sintetizza solo 10 (+ semplici, non essenziali). 8 aminoacidi non possono essere sintetizzati ma devono essere introdotti

con la dieta (essenziali). I restanti 2 aminoacidi sono detti semi-essenziali perché vengono sintetizzati dall’organismo in

quantità costante ma limitata, quindi diventano essenziali in fase di accrescimento dove la domanda è molto maggiore

dell’offerta ma non sono essenziali per un organismo adulto.

In caso di mancanza di aminoacidi essenziali l’organismo è costretto a demolire le proteine endogene per coglierne gli

aminoacidi essenziali, ma gli altri aminoacidi inutilizzati componenti della proteina vanno ad aumentare la quantità di

azoto nel sangue eliminato grazie al ciclo dell’urea.

19) LE MIOSINE: UNA CLASSE ETEROGENEA DI MECCANOENZIMI.

Le miosine sono i meccano enzimi dell’actina. Conosciamo la miosina 1,2 e 5.(vedi 13)

20) POTENZIALE DI MEMBRANA:COS’è E COME VIENE GENERATO.

Il potenziale di membrana è la differenza esistente tra la polarità dell’esterno della cellula e la polarità interna della

cellula;in pratica, è la differenza dipendente dalla concentrazione di ioni, mediata dai canali ionici e dai trasportatori

presenti sulla superficie della membrana.

21) LA POMPA SODIO POTASSIO

La pompa sodio-potassio lega il sodio dal lato cellulare e lo scarica all’esterno, portando all’interno il potassio, il tutto

utilizzando l’ATPasi. Il potenziale di equilibrio di ciascun ione è determinato dal flusso degli ioni attraverso la

membrana. Le cellule usano sistemi complessi per avere una concentrazione di ioni diversa rispetto all’esterno: si crea

un gradiente elettrico attraverso la membrana.

22) LA TROPOMIOSINA NELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE

La tropomiosina è una proteina accessoria che impedisce alla miosina ogni interazione con il filamento actinico. La

tropomiosina è associata alla troponina. Con l’aumento di livello di Ca2+ che si lega alla troponina, la tropomiosina è

costretta a spostarsi permettendo alle teste miosiniche di interagire con i filamenti actinici e dare origine alla

contrazione.

23) PERMEASI

Nella diffusione passiva il processo avviene senza dispendio, secondo gradiente di concentrazione, anche secondo la

diffusione facilitata (diffusione più rapida di quella passiva, velocità maggiore di quella calcolata in base alla

liposolubilità). Per questi tipi di trasporto esistono sistemi specifici, proteine chiamate permeasi. Queste proteine sono:

-Proteine trasportatrici (uniporti, simporti, antiporti)

-Proteine canale

Entrambe hanno due caratteristiche comuni: saturabilità e specificità. Entrambe non utilizzano energia in presenza di

gradiente di concentrazione

24) TRASCRIZIONE

La trascrizione consiste nel copiare una parte della sequenza nucleotidica del DNA in un’ altra sequenza nucleotidica

di RNA,pur cambiando la forma chimica,l’info rimane scritta nello stesso linguaggio,quello dei nucleotidi. Il tratto di

DNA si apre e despinalizza, la RNA polimerasi avanza lungo il DNA attaccandosi e apre l’elica. La catena di RNA si

allunga di un nucleotide alla volta in direzione 5’-3’ consumando nucleoside trifosfato, fino a quando incontra il sito di

terminazione, qui la RNA p si ferma e lascia libero lo stampo che l’RNA appena sintetizzato. Avviene poi il processo

di maturazione del RNA, all’RNA viene aggiunto un cappuccio all’estremità 5’ e un supplemento di coda all’estremità

3’. Dopo l’apposizione del cappuccio, quando ancora l’RNA p sta trascrivendo avviene lo splicing, che porta la

riduzione di tutti gli introni e la ricucitura degli esoni. Terminato il processo di splicing e aggiunta la coda l’RNA è

pronto a lasciare il nucleo per essere tradotto in proteina.

25) TRADUZIONE

È l’ultima tappa del processo di espressione di un gene ed ha sede sui ribosomi,essa è divisa in 3 fasi:

Inizio: il t RNA si lega alla metionina, all’mRNA (RNA messaggiero) e alla sub minore del ribosoma. Ci

 sono i fattori di inizio,fase di scansione dove l’anticodone del t RNA(RNA transfer) riconosce il codone del

mRNA. C’è l’idrolisi del GTP e il distacco dei fattori di inizio, attacco della sub unità maggiore del

ribosoma in modo che il t RNA sia sul sito P.

Elongazione: il tRNA arriva con i fattori di elongazione sul sito A e grazie all’ amminoacil tRNA sintetasi

 si lega al giusto codone con l’anticodone e il giusto aminoacido, c’e l’idrolisi del GTP e il rilascio dei

fattori di elongazione. Formazione del legame peptidico. La metionina si lega all’aminoacido del sito A,il

tRNA va nel sito E, il ribosoma si muove di tre nucleotidi lungo l’mRNA lasciando libero il sito A.

Terminazione: Si incontra una tripletta di STOP, il ribosoma la riconosce e interrompe l’attività della

 catena polipeptidica catalizzando l’aggiunta di una molecola di H2O al posto dell’amminoacido.

26) REPLICAZIONE

il processo di replicazione del DNA avviene nella fase S della vita della cellula, La replicazione è detta

semiconservativa e bidirezionale. Il cuore della macchina replicatrice è il DNA polimerasi,che sintetizza il nuovo

DNA usando come stampo uno dei filamenti originali, questo enzima catalizza l’aggiunta di nucleotidi all’estremità 3’

di una catena di DNA in allungamento. La DNA polimerasi non si disscia dal DNA ogni volta che aggiunge un altro

nucleotide alla catena,ma vi resta attaccata e ci scorre sopra. La DNA polimerasi è capace di catalizzare

l’allungamento di ogni catena di DNA solo in una direzione,cioè aggiungendo nucleotidi all’estremità 3’. Il filamento

di DNA che deve allungarsi all’estremità 5’ viene sintetizzato in modo discontinuo, la DNA polimerasi si muove su

brevi tronconi in direzione 5’-3’. Questi pezzi detti “frammenti di okazaki” vengono ricuciti assieme formando un

nuovo filamento continuo. La DNA polimerasi ha la capacità di autocorrezione.

27) MATURAZIONE O PROCSSING

Nelle cellule eucariotiche il DNA è confinato nel nucleo,dove avviene la trascrizione,mentre la sintesi proteica avviene

sui ribosomi,nel citoplasma. Quindi l’mRna eucariotico va trasportato fuori dal nucleo attraverso i pori della

membrana nucleare prima della traduzione in proteina. Questo trasporto è preceduto dalla maturazione del RNA.

All’estremità 5’ viene esposto un cappuccio e all’estremità 3’ una coda, avviene