Ripasso esame biologia

Ripasso biologia

Caratteristiche degli organismi

Gli organismi in quanto tali hanno delle caratteristiche che li rappresentano, queste sono:

• Sviluppo e accrescimento
• La riproduzione. Per arrivare al concetto di riproduzione che abbiamo noi oggi ci sono voluti diversi anni. Infatti, inizialmente si credeva che gli organismi si generassero per generazione spontanea. Ci vollero scienziati come Redi, Spallanzani e Pasteur per smentire sperimentalmente e definitivamente la generazione spontanea in animali e microrganismi. Virchow poi sostenne che ogni cellula si generasse da una cellula preesistente così come ogni animale e ogni pianta si generassero da un animale o da una pianta preesistenti della stessa specie, così da confutare ulteriormente la generazione spontanea.
• Utilizzo dell'energia. Gli organismi possono essere visti come sistemi aperti che scambiano energia con l'ambiente. Negli organismi l'energia entra sotto forma di luce e fuoriesce sotto forma di calore. Gli organismi utilizzano l'energia tramite la fotosintesi o la respirazione cellulare che sono due processi chimici inversi.
• Struttura interna ordinata
• Adattamento all'ambiente
• Reazione agli stimoli esterni
• Omeostasi. Gli organismi cercano sempre di arrivare e mantenere uno stato di equilibrio interno, il quale si basa su processi di feedback. I feedback possono essere negativi o positivi; se sono negativi, l'organismo mantiene uno stato di continuità con lo stimolo che sta subendo; se invece sono positivi, l'organismo amplifica lo stimolo che sta subendo.

Organizzazione biologica

L'organizzazione biologica degli organismi è molecola, cellula, tessuto, organo, sistema. Salendo di livello si presentano nuove proprietà che nel livello precedente non erano presenti, queste proprietà si chiamano proprietà emergenti e derivano dalle nuove interazioni più complesse che si formano salendo di livello.

Amminoacidi e proteine

Gli amminoacidi sono formati da un gruppo carbossilico e un gruppo amminico e sono la base delle proteine. Un insieme di amminoacidi si chiama peptide e un insieme di peptidi si chiama polipeptide. Sia i peptidi che i polipeptidi sono legati da legami polipeptidici. Le proteine sono la forma attiva dei polipeptidi. Le proteine possono essere di vario tipo e svolgere funzioni diverse, ad esempio ci sono proteine di trasporto, enzimatiche, contrattili…

Le proteine hanno 4 livelli di struttura:

• Primario che corrisponde alla catena di amminoacidi
• Secondario che deriva da un legame a idrogeno tra l'ossigeno del gruppo carbossilico e l'idrogeno del gruppo amminico, questa struttura può essere alfaelica o betafoglietto
• Terziaria che deriva da interazioni di Van der Waals
• Quaternaria che dà la struttura tridimensionale alla proteina

La proteina può avere attività biologica solo se raggiunge almeno la struttura terziaria, infatti per denaturare una proteina basta rompere i legami che mantengono la struttura quaternaria e terziaria.

Carboidrati

I carboidrati sono molecole formate da carbonio, idrogeno e ossigeno. Si formano durante la fotosintesi e sono molecole molto abbondanti negli organismi. Possono essere semplici o complessi.

• Tra i carboidrati semplici abbiamo i monosaccaridi e disaccaridi, molecola di due monosaccaridi legati attraverso un legame glicosidico.
• Tra i carboidrati complessi abbiamo i polisaccaridi, ovvero unione di molti monosaccaridi attraverso legami glicosidici.

Grassi

Sono formati da una molecola di glicerolo e tre di acidi grassi. Possono essere saturi o insaturi. I grassi saturi non hanno doppi o tripli legami tra i carboni, quindi presentano il numero massimo di idrogeni che possono contenere. I grassi insaturi presentano doppi o tripli legami tra i carboni, quindi non presentano il massimo numero di idrogeni che possono contenere.

I grassi poi possono essere divisi in semplici o complessi. I grassi semplici sono formati solo da molecole di natura lipidica, i grassi complessi sono formati da molecole di natura lipidica e molecole di natura diversa.

Acidi nucleici

Gli acidi nucleici sono costituiti da nucleotidi dove per nucleotidi si intende l'unione di un gruppo fosfato e di un nucleoside, ovvero uno zucchero pentoso e una base azotata. Le basi azotate sono di due tipi, purine (A, G) e pirimidine (U, T, C). Lo zucchero può essere il desossiribosio o il ribosio. I due acidi nucleici sono il DNA e l'RNA.

Il DNA è costituito da due filamenti disposti a doppia elica e tenuti insieme da legami a idrogeno tra le basi azotate. L'RNA è costituito da un unico filamento.

Miller

Miller fece un esperimento per provare che le molecole organiche si erano generate spontaneamente nelle prime fasi di formazione della Terra. In un'ampolla mise dell'acqua che stava a rappresentare il mare e tale ampolla venne collegata, tramite un tubo, a un'altra ampolla che rappresentava l'atmosfera la quale conteneva vapore acqueo, idrogeno, CH₄ e NH₃ e tale ampolla a sua volta era ricollegata all'ampolla mare. L'acqua veniva riscaldata e sotto forma di vapore acqueo arrivava nell'atmosfera, qua venivano innescate delle scintille che andavano a rappresentare i fulmini. Dopo ciò il vapore passava in un condensatore e condensato tornava nell'ampolla mare. Nel tragitto atmosfera-mare Miller prendeva dei campioni da analizzare. Analizzandoli si accorse che nell'acqua erano presenti delle molecole organiche e così poté confermare la sua ipotesi iniziale.

Cellula procariota

La cellula procariota è la cellula degli archei ed eubatteri. Questa cellula è provvista di ribosomi che servono per la sintesi delle proteine, ha una membrana plasmatica circondata al di fuori da una parete cellulare. Inoltre, può essere ulteriormente rivestita da una capsula. Non presenta un nucleo dotato di membrana ma il materiale genetico si trova localizzato in una regione che prende il nome di nucleoide. La cella può inoltre essere circondata di pili e può presentare flagelli. La forma della cellula procariota può essere a bacilli, a cocchi, a spirilli o a vibroni. La capsula è sempre fatta di polisaccaridi mentre la parete cellulare cambia di composizione a seconda che la cellula appartenga agli archei o agli eubatteri.

Cellula eucariota

La cellula eucariotica è la cellula di animali, piante e protisti. Al suo interno l'organulo più grande è il nucleo, il quale ha un diametro di 5 nanometri. Il nucleo è circondato dall'involucro nucleare, una doppia membrana fosfolipidica che ha al suo interno dei pori. Nei pori sono associate delle proteine che prendono nome di complesso del poro che servono a far entrare e uscire le varie proteine. La parte interna dell'involucro nucleare è sormontata da una lamina nucleare fatta di proteine fibrose che serve a mantenere la struttura del nucleo. All'interno del nucleo nella matrice nucleare si trovano il materiale genetico (DNA) associato a delle proteine (cromosomi). Nel nucleo possono esserci più nucleoli, ovvero regioni dove si ha la sintesi dell'RNA ribosomiale.

Nella cellula eucariotica si ha poi il reticolo endoplasmatico il quale è costituito da varie cisterne e può essere di due tipi: liscio o rugoso. Nel liscio non ci sono ribosomi e serve per la sintetizzazione di lipidi, per la detossificazione da farmaci e per il metabolismo dei carboidrati. Nel rugoso sono presenti sulle cisterne i ribosomi e servono per la sintetizzazione delle proteine.

Nella cellula eucariotica abbiamo anche l'apparato di Golgi, anche questo organulo è fatto di varie cisterne le quali però sono orientate, infatti hanno una faccia cis e una faccia trans che hanno funzioni diverse. Nella faccia cis entrano le vescicole contenenti proteine derivanti dal reticolo endoplasmatico le quali escono poi dalla faccia trans e vengono trasportate grazie ad un'altra vescicola nel luogo dove sono richieste. Nel percorso dalla faccia cis alla faccia trans le proteine vengono modificate.

Nella cellula eucariotica abbiamo anche i ribosomi i quali servono per la sintesi delle proteine e possono essere di due tipi: liberi o legati. I ribosomi liberi si trovano nel citoplasma e sintetizzano delle proteine che servono all'interno della cellula. I ribosomi legati si trovano legati al reticolo endoplasmatico o all'involucro nucleare e sintetizzano delle proteine che vengono portate al di fuori della cellula.

Nella cellula eucariotica sono presenti anche i mitocondri i quali servono come centrale energetica della cellula. I mitocondri sono circondati da due membrane, una interna e una esterna separate da uno spazio intermembrana. La membrana esterna è lineare mentre la membrana interna è a forma di creste e questo fa sì che sia più lunga della membrana esterna. I mitocondri sono gli organuli in cui avviene la respirazione cellulare.

Respirazione cellulare

La respirazione cellulare può essere divisa in 3 fasi: glicolisi, ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa.

• La glicolisi è una fase in cui si hanno 10 reazioni le quali avvengono ognuna grazie al proprio enzima specifico. Le prime 5 reazioni sono endoergoniche mentre le ultime 5 sono esoergoniche. Questa fase avviene nel citosol e una molecola di glucosio viene convertita in due molecole di acido piruvico con la fuoriuscita di 2 molecole di ATP e 2 di NADH. Successivamente si ha una fase intermedia dove il piruvato perde un atomo di carbonio.
• Il ciclo di Krebs avviene nella matrice mitocondriale e il piruvato viene ossidato a CO₂ con fuoriuscita di energia, 2 molecole di ATP per glucosio, 8 di NADH e 2 FADH₂.
• La fosforilazione ossidativa avviene nella matrice interna del mitocondrio. In questa fase gli elettroni provenienti dalle fasi precedenti vengono fatti combinare con idrogeno e ossigeno a dare acqua e anche in questa fase si ha un rilascio di energia. Alla fine si ha come guadagno energetico 30-32 molecole di ATP.

Nella cellula eucariotica abbiamo anche i vacuoli. Sono delle grandi vescicole che derivano dall'apparato di Golgi e possono essere alimentari o contrattili; quest'ultimi servono per far fuoriuscire l'acqua in eccesso nella cellula. Nelle cellule vegetali è presente un grande vacuolo centrale che oltre a far crescere la cellula contiene anche delle sostanze velenose per i predatori della pianta.

Nella cellula eucariotica abbiamo poi i lisosomi. Sono delle vescicole delimitate da membrana che contengono enzimi idrolitici che servono per digerire macromolecole. I lisosomi infatti riescono a digerire macromolecole e a far riutilizzare alla cellula le sue componenti grazie a un processo che prende il nome di autofagia. Per cui un organello danneggiato viene circondato da una vescicola che si fonde poi in seguito con un lisosoma il quale grazie ai suoi enzimi riesce a scomporlo nei suoi monomeri così che possano essere riutilizzati dalla cellula.