Riassunti esame di Biologia per Professioni sanitarie

Biologia: cellule

Tutti gli organismi viventi sono formati da una piccola unità delimitata da una membrana piena di una soluzione concentrata di sostanze chimiche dotata della capacità di creare copie di sé stessa crescendo e dividendosi in maniera autonoma.

Tipi di cellule

• Nervosa: Molto ramificata.
• Paramecium: Unica cellula gigante rivestita di ciglia.
• Batteri: Lungo flagello.
• Globuli: Alcune necessitano solo di acqua, aria e energia solare; altri sono autotrofi fotosintetici e necessitano di nutrimenti complessi: eterotrofi.

Le cellule sono altamente specializzate nella produzione di determinate sostanze: grassi, glicogeno, ormoni. Forniscono tutte le istruzioni per la forma, la funzione e il comportamento di una cellula.

I geni

I geni possiedono tutte lo stesso DNA e geni, dipende però da come li utilizzano.

Mitocondri

Orfanelli tipici della cellula eucariote che fungono da centrale energetica, ossidano le molecole derivate da zuccheri e dai grassi alimentari a CO₂ e usano l’energia estratta per produrre ATP, la moneta energetica che alimenta gran parte delle attività cellulari. I mitocondri sono dotati di DNA proprio e si riproducono mediante la respirazione cellulare dividendosi in due.

Sono delimitati da due membrane separate: L e R che contiene le proteine necessarie per la respirazione cellulare, deve aumentare la superficie della membrana stessa per assicurare una maggiore efficienza della respirazione cellulare. Hanno avuto origine da batteri inglobati da una cellula eucariota ancestrale e sopravvissuti sono entrati in simbiosi con il loro predatore.

Cloroplasti

Le piante traggono energia direttamente dalla luce del sole attraverso il processo di fotosintesi clorofilliana, l’energia solare è trasformata in energia chimica. Nelle piante avviene a livello degli orfanelli di colore verde presenti nelle cellule delle piante e delle alghe. Sono dotati di DNA proprio e sono capaci di autodivisione. Due membrane esterne e un sistema di membrane interne a livello delle quali avviene la fotosintesi. Hanno avuto origine da batteri fotosintetici simbianti catturati da cellule batteriche primitive già provviste di mitocondri.

Altri orfanelli cellulari

RE: Sede della sintesi delle proteine.

Ribosomi: Adibiti a sintetizzare e confezionare le molecole destinate ad essere secrete dalla cellula e a instradare le proteine prodotte verso il compartimento cellulare appropriato.

Apparato del Golgi: Composta da una serie di sacche membranose impilate con vescicole che gemmano e si distaccano ed altre che si fondono.

Lisosoma: Piccoli orfanelli di forma irregolare in cui avviene la digestione intracellulare.

Perossisomi: Deputati alla degradazione dell’acqua ossigenata.

Componenti chimici

Atomo: Nucleo centrale formato da neutroni e protoni; nuova esterna di elettroni; l’atomo è neutro, il numero di protoni è uguale a quello degli elettroni.

Numero atomico (Z): Numero dei protoni; numero dei protoni e neutroni.

Isotopi: Atomi di uno stesso elemento con uguale numero di protoni ma diverso numero di neutroni. Gli atomi si legano tra loro a formare le molecole mediante i legami chimici.

Base semplici

Zuccheri (polisaccaridi), acidi grassi (grassi, lipidi, membrane), amminoacidi (proteine), nucleotidi (acidi nucleici). Gli acidi nucleici (DNA e RNA) sono polimeri di nucleotidi.

Ioni, molecole piccole 4%, fosfolipidi 2%, DNA 1%, RNA 6%, proteine 15%, polisaccaridi 2%.

Struttura e funzione delle proteine

Proteine: Responsabili di catalisi enzimatica; di trasporto; di deposito; difesa; responsabili del movimento; di sostegno meccanico (proteine strutturali); deputate alla trasmissione di segnali.

Amminoacidi

Amminoacidi: Hanno almeno un gruppo amminico –NH₂ e un gruppo carbossilico –COOH, il più semplice è la glicina.

Amminoacidi proteici: La funzione amminica e la funzione carbossilica sono legate allo stesso atomo di Carbonio: sono tutti alfa amminoacidi; hanno la formula generale. Il gruppo –R è diverso per i vari amminoacidi e costituisce la catena laterale o radicale; in tutti gli amminoacidi proteici il carbonio è asimmetrico (tranne nella glicina); gli amminoacidi proteici appartengono tutti alla serie L (serie naturale).

Amminoacidi essenziali: Aminoacidi che l’uomo non sa sintetizzare e che deve introdurre con l’alimentazione (Leucina, Isoleucina, Valina, Treolina, Fenilanina, Triptofano, Metionina, Lisina).

Amminoacidi semiessenziali: Sono aminoacidi essenziali solo per il bambino che ne produce una quantità insufficiente al suo fabbisogno (Arginino e Istidina).

Proteine

Proteine semplici: Costituite solo da aminoacidi.

Proteine coniugate: Se alla proteina è legato un gruppo non proteico indicato con il termine gruppo prostetico.

Conformazione delle proteine

Fibrose: Hanno una disposizione spaziale caratterizzata da lunghe catene disposte parallelamente a formare strutture allungate, lineari o planari (cheratina, fibrina e collagene).

Globulari: La catena polipeptidica si ripiega nello spazio in modo da assumere una forma pseudosferica. Il legame peptidico è un legame molto forte.

Livelli strutturali delle proteine

Le proteine sono organizzate secondo quattro livelli: primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.

Primaria: La sequenza degli aminoacidi non è casuale ma rigorosamente definita dal codice genetico del DNA. La struttura primaria stabilisce le strutture successive che la proteina può avere, due proteine con la stessa composizione aminoacidica ma con sequenza diversa sono due proteine diverse, alterazioni della sequenza aminoacidica di una proteina possono provocare la perdita della attività.

Tutte le proteine possiedono una struttura tridimensionale o conformazione determinata dal ripiegamento della catena polipeptidica su se stessa.

Secondaria: Si riferisce alla disposizione regolare della catena polipeptidica in una direzione dello spazio.

• Elica: Consiste nell’avvolgimento elicoidale della catena polipeptidica intorno ad un asse immaginario, avvolgimento regolare, un giro di spira completo composto da 3,6 amminoacidi, ogni spira dista dalla successiva 5,4 Å, l’alfa elica è stabilizzata dai legami H che si formano tra i gruppi –C e HN- di legami peptidici che si trovano su due spire adiacenti, le catene laterali degli amminoacidi sono proiettate all’esterno dell’elica.
• Beta: Ripiegamento a zig-zag della catena polipeptidica, più catene si accostano e si formano legami H tra i legami peptidici di catene adiacenti.

Terziaria: Proteine globulari nelle quali la catena polipeptidica si ripiega nello spazio aggomitolandosi, quasi tutte le catene idrofobiche si trovano all’interno e quasi tutte le catene laterali idrofile sull’esterno della proteina ad interagire con l’acqua, le proteine globulari sono compatte in modo da escludere del tutto l’acqua dal suo cuore idrofobo.

Quaternaria: Associazione di più catene polipeptidiche, le subunità possono essere uguali (struttura quaternaria omogenea) o diverse (struttura quaternaria eterogenea). Le proteine con struttura quaternaria vengono dette oligomeri.

Struttura degli acidi nucleici

Sono polimeri lineari di nucleotidi (pentoso, base azotata e gruppo fosforico).

• Basi azotate pirimidiniche: Costituite da un singolo filamento aromatico a sei termini contenente due atomi di azoto.
• Basi azotate puriniche: Sistema policiclico ottenuto dalla fusione di un anello pirimidinico con un anello imidazolico, la struttura contiene quattro atomi di azoto.
• La struttura eterociclica aromatica è alla base della proprietà delle basi azotate di assorbire la luce nell’UV con un massimo di assorbimento intorno a 260nm.

Pentosi di DNA e RNA: RNA contiene il D-ribosio; DNA contiene il 2-deossi-D-ribosio, in entrambi i casi lo zucchero è nella forma ad anello furanosico.

Nucleosidi: Composti formati da una base e da uno zucchero.

• Legame glicosidico: Legame che coinvolge il C carbonilico dello zucchero (C anomerico).
• Legame N-glicosidico: Connette il C-1 anomerico all’N-1 della pirimidina o all’N-9 della purina. Il legame glicosidico può essere sia alfa che beta, a seconda del suo orientamento relativo rispetto al carbonio anomerico. I legami glicosidici nei nucleosidi e nei nucleotidi sono sempre nella configurazione beta.

Nucleotidi: Si formano quando una molecola di acido fosforico viene esterificata al gruppo –OH in C-5’ del pentoso di un nucleoside.

Struttura DNA: Presentata da Watson e Crick: è costituito da due filamenti polinucleotidici con orientamento antiparallelo, struttura particolarmente stabile, vi sono moltissimi legami idrogeno tra coppie di basi complementari.