Riassunto esame Biologia Generale, prof. Vaccari, libro consigliato Elementi di Biologia, Solomon

DNA

Il modello di Watson e Crick della struttura del DNA dimostrò come le informazioni possono essere

immagazzinate nella struttura stessa della molecola di Dna e come i filamenti di DNA possono essere

utilizzati come per la loro stessa replicazione.

stampo

Il DNA è un polimero di Ciascuna subunità nucleotidica contiene una base azotata, che può

nucleotidi.

essere una (adenina o oppure una (timina o Ciascuna base è legata

purina guanina) pirimidina citosina).

covalentemente a uno zucchero pentoso, il che a sua volta è legato covalentemente a un

desossiribosio,

gruppo fosfato. Scheletro di catena di Dna è formato da alternanza di zuccheri e gruppi fosfato legati

mediante legami fosfodiesterici covalenti. Ciascun gruppo fosfato è legato al carbonio 5’ di un

desossiribosio e al carbonio 3’ del desossiribosio contiguo.

Ciascuna molecola di DNA è composta da due catene polinucleotidiche che si associano a costituire una

Le due catene sono (ovvero hanno orientamento opposto); a ciascuna estremità

doppia elica. antiparallele

della molecola di Dna, un filamento presenta un gruppo fosfato legato al carbonio 5’ del desossiribosio

(estremità e l’altro filamento presenta un gruppo ossidrilico legato al carbonio 3’ del desossiribosio

5’)

(estremità 3’).

Le due catene dell’elica sono tenute insieme da legami a idrogeno che si formano tra specifiche coppie di

basi. L’Adenina (A) forma due legami a idrogeno con la Timina (T), mentre la Guanina (G) forma tre legami a

idrogeno con la Citosina (C).

Impacchettamento DNA

Cellule procariotiche ed eucariotiche differiscono per contenuto e organizzazione delle molecole di DNA.

Tipica cellula eucariotica contiene molto più DNA rispetto a batterio, ed esso è organizzato all’interno del

nucleo in diversi cromosomi.

Il processo di compattazione è facilitato da proteine chiamate Questi sono carichi positivamente

istoni.

poiché posseggono gran numero d aminoacidi con catena laterale basica. Essi si associano con DNA (in

quanto possiede carica negativa per abbondanza di gruppi fosfato) per formare Unità

nucleosomi.

fondamentale di un nucleosoma consiste in una struttura a perla con un tratto di 146 coppie di basi di DNA

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avvolto attorno a 8 istoni. Istoni impediscono aggrovigliamento del DNA. Istoni influiscono anche su attività

del DNA.

Avvolgimento del DNA in rappresenta primo livello di struttura dei cromosomi. Ai livelli

nucleosomi

successivi di impacchettamento riconosciamo i (quando tipo particolare di

nucleosomi impacchettati

istone, H1, si associa con DNA di giunzione, compattando nucleosomi adiacenti), la cromatina

(quando nucleosomi impacchettati formano grandi anse a spirale, tenute insieme da

decondensata proteine non istoniche), (avvolta ulteriormente da

proteine di impalcatura, cromatina condensata

proteine infine

condensina)e cromosoma condensato.

Interferenza a RNA “con

Molti geni eucariotici producono RNA codificanti” con funzione catalitica, regolatoria o altre funzioni

cellulari. Alcuni esempi sono: (siRNA): molecole a doppio filamento che giocano ruolo importante nel

Piccoli RNA interferenti

- controllo del danno derivato da trasposoni e da infezioni virali. Regolano inoltre l’espressione

genica di sequenze codificanti proteine

(miRNA): molecole a singolo filamento che inibiscono traduzione di mRNA in numerosi

microRNA

- processi biologici. I miRNA sono trascritti e poi accorciati, prima della loro combinazione con

proteine per formare un complesso che inibisce l’espressione delle molecole di mRNA. I miRNA

potrebbero giocare un ruolo importante nella prevenzione del cancro e inoltre è ipotizzata loro

alterazione in patologie cardiache e nel Parkinson

*CRISPR: nome attribuito a una famiglia di segmenti di DNA contenenti brevi sequenze ripetute

rinvenibili in batteri e archaea. Le CRISPR costituiscono uno degli elementi di base del sistema

CRIPSR/Cas. Il risultato è un precisissimo strumento di editing genetico comodo ed economico.

*Protein Cas9: enzima endonucleasi del DNA con RNA guida associato al sistema immunitario

adattativo CRISPR.

*Usati per:

Agronomia (OGM)

Biocarburanti

CRIPSR Gene drives

Diagnostica (per riconoscere malattie)

Xenotrapianti

Immunoterapia dei tumori

Editing di embrioni umani (correzione di mutazioni)

Citoscheletro

Rete interna dinamica costituita da microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi. Il citoscheletro

fornisce supporto strutturale ed è implicato in veri tipi di movimento cellulare, compreso il trasporto di

materiale all’interno della cellula.

Riconosciamo: cilindri cavi assemblati a partire da subunità della proteina Nelle cellule che

Microtubuli: tubulina.

- non si stanno dividendo, le estremità meno dei microtubuli sono ancorate ai centri di

(MTOC). Il principale MTOC animale è il che

organizzazione dei microtubuli centrosoma,

normalmente contiene due centrioli (formati da una disposizione dei microtubuli 9x3)

o formati da subunità della proteina attuano movimento

Microfilamenti filamenti di actina: actina,

- cellulare rafforzano citoscheletro e stabilizzano la forma della cellula

Filamenti intermedi:

- 15

Microtubuli (formazione, dinamismo, funzione)

Filamenti intermedi

Microfilamenti

Mobilità intracellulare

Riconosciamo delle che permettono movimento intracellulare:

proteine motrici

muove gli organuli (es. vescicola) verso l’estremità positiva dei microtubuli

Chinesina:

- trasporta gli organuli verso l’estremità negativa dei microtubuli. Questo tipo di trasporto è

Dineina:

- detto e richiede un complesso proteico adattatore detto che lega la

trasporto retrogrado dinactina

dineina al microtubulo e all’organulo

Inoltre possiamo apprezzare la presenza di e proiettate dalla superficie di molte cellule. Se la

ciglia flagelli,

cellula ne possiede poche e sono rispettivamente lunghe, riconosciamo i flagelli. Se la cellula possiede,

invece, svariate appendici corte, riconosciamo le ciglia.

Le ciglia e i flagelli aiutano gli organismi unicellulari o pluricellulari di piccole dimensioni a muoversi in

acqua. Negli animali e in alcune piante, invece, i flagelli costituiscono la coda degli spermatozoi. Negli

animali le ciglia rivestono generalmente i dotti interni dell0organismo e servono per muovere i liquidi e le

particelle sulla superficie della cellula stessa.

Le ciglia e i flagelli eucariotici sono formati da steli sottili e allungati di forma cilindrica coperti dalla

membrana plasmatica. La parte interna è costituita da 9 paia di microtubuli disposti lungo la circonferenza

e due centrali non appaiati al centro. Questa è tipica in tutti gli eucarioti. Il movimento è

disposizione 9+2

generato dallo scivolamento dei microtubuli appaiati gli uni sugli altri

Riconosciamo inoltre dei chiamati anche Sono flessibili e solide. Ciascun

microfilamenti, filamenti di actina.

microfilamento è costituito da stringhe intrecciate, costituite da molecole di simili a perle. I filamenti

actina

di actina si legano l’uno all’altro e ad altre proteine per formare fasci di fibre che conferiscono il supporto

meccanico a diverse strutture cellulari. I filamenti di actina non possono contrarsi ma possono generare

movimento attraverso un rapido assemblaggio e disassemblaggio.

Le hanno due tipi di filamenti specializzate, la e l’actina. L’ATP permette

cellule muscolari miosina

contrazione muscolare.

Quando ATP è idrolizzato ad ADP, la miosina si lega all’actina e determina lo scivolamento del

microfilamento generando l’accorciamento della cellula muscolare.

Nelle l’actina può associarsi alla miosina, formando strutture contrattili che sono

cellule non muscolari

coinvolte in vari movimenti cellulari.

*funzione = movimento (accorciamento, mantenimento e allungamento)

*Giunzione neuro muscolare: sinapsi periferica che si forma tra la terminazione di un motoneurone alfa e

una determinata fibra muscolare, dando origine ad un’unità motrice. In questo modo la placca motrice

permette la comunicazione chimica. Il rilascio di acetilcolina permetterà la contrazione.

Giunzioni intercellulari

Le cellule a stretto contatto possono sviluppare giunzioni intercellulari. Le includono i

giunzioni ancoranti

desmosomi e le giunzioni aderenti e si ritrovano tra cellule che formano uno strato di tessuto. I desmosomi

“guisa

sono punti di attacco tra le cellule che mantengono le cellule unite a di ribattino”. Questi

permettono formare uno strato resistente, che però lascia spazi tra le membrane per passaggio di sostanze.

Ogni desmosoma è formato da regioni di materiale denso associate con il lato citosolico delle due 16

membrane, oltre ai filamenti proteici che attraversano lo spazio intercellulare. Inoltre i desmosomi sono

ancorati al sistema intracellulare da filamenti intermedi. Le sono formate da

giunzioni aderenti caderine,

che cementano le cellule tra loro. Riconosciamo quindi:

proteine transmembrana sigillano le membrane di cellule animali adiacenti, evitando che le sostanze

Giunzioni serrate:

- possano passare attraverso gli spazi intercellulari

costituite da proteina formano canali che permettono

Giunzioni comunicanti: connessina,

- comunicazione tra i citoplasmi di cellule animali adiacenti

canali che connettono due cellule vegetali adiacenti. Aprendosi nella parete

Plasmodesmi:

- cellulare, permettono alle membrane plasmatiche e al citoplasma di non avere soluzione di

continuità permettendo il passaggio di ioni e molecole

La vita si studia attraverso un metodo scientifico

Microscopio

Storia

Robert Hooke descrisse per primo le cellule nel 1665, utilizzando un microscopio da lui costruito, nel suo

libro Egli esaminò un pezzo di sughero e scelse, per ciò che aveva visto, il termine cellula

Micrographia.

poiché la struttura gli ricordò le piccole stanze dove, in quel periodo, vivevano i monaci.

Pochi anni dopo la scoperta di Hooke, il naturalista olandese Antoine van Leeuwenhoek riuscì a costruire

lenti che ingrandivano le immagini più di 200 volte. In questo modo riuscì a esaminare alcune cellule

viventi.

Funzione “ingrandimento”

Il microscopio sfrutta un dell’oggetto preso in studio per permettere all’osservatore di

studiarlo e analizzarlo quando, altrimenti, non sarebbe possibile farlo.

Le proprietà che determinano quanto un oggetto di piccole dimensioni possa essere visto con chiarezza

sono due:

- rapporto tra dimensioni dell’immagine vista al microscopio e quelle reali (4, 10, 40,

Ingrandimento:

100, … volte)

- o capacità di distinguere i più piccoli particolari. Distanza m