Biologia applicata

Biologia applicata

Prof.: Rizzi Manuela

Paniere completo: quiz + aperte

Indice

Indice lezioni .............................................................................................................................. p. 2

Lezione 002 ............................................................................................................................. p. 4

Lezione 003 ............................................................................................................................. p. 5

Lezione 004 ............................................................................................................................. p. 6

Lezione 005 ............................................................................................................................. p. 8

Lezione 006 ............................................................................................................................. p. 9

Lezione 007 ............................................................................................................................. p. 10

Lezione 008 ............................................................................................................................. p. 11

Lezione 009 ............................................................................................................................. p. 14

Lezione 010 ............................................................................................................................. p. 16

Lezione 011 ............................................................................................................................. p. 18

Lezione 012 ............................................................................................................................. p. 21

Lezione 013 ............................................................................................................................. p. 23

Lezione 014 ............................................................................................................................. p. 27

Lezione 015 ............................................................................................................................. p. 29

Lezione 016 ............................................................................................................................. p. 31

Lezione 017 ............................................................................................................................. p. 32

Lezione 018 ............................................................................................................................. p. 34

Lezione 019 ............................................................................................................................. p. 36

Lezione 020 ............................................................................................................................. p. 37

Lezione 021 ............................................................................................................................. p. 41

Lezione 022 ............................................................................................................................. p. 42

Lezione 023 ............................................................................................................................. p. 44

Lezione 024 ............................................................................................................................. p. 46

Lezione 025 ............................................................................................................................. p. 48

Lezione 026 ............................................................................................................................. p. 50

Lezione 027 ............................................................................................................................. p. 52

Lezione 028 ............................................................................................................................. p. 54

Lezione 029 ............................................................................................................................. p. 56

Lezione 030 ............................................................................................................................. p. 58

Lezione 031 ............................................................................................................................. p. 59

Lezione 032 ............................................................................................................................. p. 61

Lezione 033 ............................................................................................................................. p. 62

Lezione 034 ............................................................................................................................. p. 63

Lezione 035 ............................................................................................................................. p. 64

Lezione 036 ............................................................................................................................. p. 65

Lezione 037 ............................................................................................................................. p. 66

Lezione 038 ............................................................................................................................. p. 67

Lezione 039 ............................................................................................................................. p. 68

Lezione 040 ............................................................................................................................. p. 70

Lezione 041 ............................................................................................................................. p. 71

Lezione 042 ............................................................................................................................. p. 72

Lezione 043 ............................................................................................................................. p. 73

Lezione 044 ............................................................................................................................. p. 74

Lezione 045 ............................................................................................................................. p. 75

Lezione 046 ............................................................................................................................. p. 76

Lezione 047 ............................................................................................................................. p. 77

Lezione 048 ............................................................................................................................. p. 79

Strutture di DNA e RNA

Struttura a doppio filamento con andamento elicoidale, i due filamenti sono composti da basi azotate puriniche (A, G) e pirimidiniche (C, T). Le due catene di nucleotidi si avvolgono attorno ad un asse centrale formando una doppia elica in cui le basi azotate sono rivolte verso il centro e lo scheletro zucchero-fosfato è rivolto all’esterno. Lo zucchero è il desossiribosio.

Struttura a singolo filamento cioè un’unica catena di nucleotidi tenuta insieme dai legami fosfoesterei da cui pendono le varie basi azotate, basi puriniche (A, G), basi pirimidiniche (C, U). Lo zucchero è il ribosio.

Entrambi gli acidi nucleici sono costituiti da nucleotidi ciascuno dei quali è formato da uno zucchero a cinque atomi di carbonio, una base azotata e un gruppo fosfato. Nel DNA lo zucchero è il desossiribosio e invece nell’RNA è il ribosio. Un’altra differenza è nelle basi azotate poiché quelle del DNA sono adenina e guanina (puriniche), citosina e timina (pirimidiniche) mentre nell’RNA troviamo l’uracile al posto della timina. Un’altra differenza tra DNA e RNA è dovuta al fatto che l’RNA è costituito da un unico filamento mentre il DNA è costituito da due catene polinucleotidiche a doppio filamento avvolto ad elica. L’RNA, inoltre, è un acido nucleico che converte le informazioni genetiche del DNA in proteine.

Regole di Chargaff

Le regole mostrano dei particolari rapporti tra le quattro basi del DNA. Si possono distinguere due regole:

• La prima regola di Chargaff sostiene che una molecola di DNA a doppio filamento, in tutti gli organismi viventi, mostra un’eguaglianza tra le coppie di basi tali che numero basi A=numero basi T e numero basi G=numero basi C.
• La seconda regola di Chargaff sostiene invece che sul singolo filamento di una molecola di DNA a doppio filamento, il numero A è simile al numero di T, ed il numero di C è simile al numero di G.

Scoperta della struttura del DNA

Di deve a Watson e Crick la scoperta della struttura a doppia elica del DNA: due lunghi filamenti di molecole, i nucleotidi, avvolti a spirale.

Tipi di RNA

• rRNA, responsabile della costituzione dei ribosomi
• tRNA è un adattatore molecolare
• mRNA stampo per sintesi proteica

Componenti cellulari

È la componente deputata alla sintesi delle proteine, è composto da cisterne appiattite con associati ribosomi.

È la componente deputata alla sintesi dei lipidi, formata da cisterne tubolari senza ribosomi.

Perossisomi

I perossisomi sono organelli sferici delimitati da una singola membrana, contenenti enzimi ossidativi che vengono accumulati grazie ad un processo di trasporto attivo. Oltre agli enzimi attivi, i perossisomi contengono un enzima (catalasi) che è deputato alla detossificazione del perossido di idrogeno.

Mitocondri

Sono la centrale energetica della cellula responsabili della produzione di ATP. Posseggono un proprio genoma (DNA circolare) e sono delimitati da una doppia membrana.

Aparato di Golgi

È un organello membranoso che ha la funzione di permettere la maturazione delle proteine e dei lipidi. È formato da una serie di 3-8 cisterne impilate.

Ribosomi

Sono organelli deputati alla sintesi delle proteine (traduzione).

Cromatina

Il DNA è presente nel nucleo sotto forma di cromatina (complessi di DNA-proteine). È un elemento dinamico che può essere:

• Rilassato (eucromatina) = accessibile per trascrizione
• Condensato (eterocromatina) = non accessibile

Componente base degli organismi viventi

È una componente indispensabile degli organismi viventi, composta da macromolecole che vengono prodotte dalle cellule stesse che vi sono immerse.

Giunzioni cellulari

Sono strutture essenziali per permettere alle cellule dei tessuti di lavorare collettivamente. Ne esistono di 3 tipi:

• Giunzioni occludenti: sono complessi indispensabili per formare una barriera impermeabile a livello della quale si avrà un passaggio estremamente selettivo.
• Giunzioni ancoranti: sono invece dei complessi giunzionali necessari a garantire la stabilità meccanica dei tessuti. Permettono di unire le cellule adiacenti le une alle altre, ma anche le singole cellule all’ambiente extracellulare.
  • Fasce aderenti, che uniscono i domini laterali di cellule adiacenti tramite i microfilamenti di actina.
  • Desmosomi che uniscono i domini laterali di cellule adiacenti tramite filamenti intermedi.
  • Emidesmosomi che uniscono il dominio basale delle cellule alla membrana basale.
  • Adesioni focali che permettono l’interazione tra il dominio basale delle cellule e la matrice extracellulare.
• Giunzioni comunicanti: sono dei complessi che assicurano una comunicazione diretta tra cellule adiacenti in tutte quelle situazioni dove è indispensabile una risposta coordinata delle cellule del tessuto, sono composte da complessi proteici che formano un canale che può essere aperto o chiuso in base alla necessità.

Fanno parte delle specificazioni apicali, sono processi citoplasmatici che permettono di aumentare la superficie per gli scambi. Le ciglia sono specializzazioni apicali dotate di movimento.

Tipi di tessuti biologici

I tessuti biologici sono fondamentalmente di 4 tipi:

• Tessuti connettivi ricchi di matrice extracellulare che svolgono funzioni strutturali e trofiche.
• Tessuto muscolare composto da cellule contrattili.
• Tessuto nervoso che riceve, elabora e trasmette le informazioni provenienti dall’ambiente.

Recettori cellulari

I recettori presenti sulla superficie cellulare sono di 6 tipi:

• Recettori accoppiati a proteine G; sono recettori che legano il GTP e sono in grado di andare ad attivare indirettamente enzimi intracellulari che determinano la produzione di secondi messaggeri.
• Recettori con attività tirosin chinasica; sono sistemi recettoriali transmembrana dimerici. Il legame determina dei processi di autofosforilazione del recettore stesso, a seguito dei quali il recettore acquisisce la capacità di fosforilare altri bersagli proteici.
• Recettori con attività guanilil ciclasica; sono recettori transmembrana il cui dominio citosolico è dotato di attività enzimatica. L’attivazione di questi recettori porta alla produzione del GMP ciclico come secondo messaggero.
• Canali ionici controllati; sono dei canali di membrana che possono aprirsi o chiudersi in risposta al legame di uno specifico ligando.
• Recettori di adesione; sono recettori che interagiscono con la matrice extracellulare. Questi recettori trasmettono al citoscheletro le informazioni necessarie a permettere la migrazione cellulare.
• Recettori nucleari; sono in grado di legare ligandi specifici, come gli ormoni. A seguito di tale legame, i recettori alterano la velocità di trascrizione di specifiche sequenze genetiche.

Composizione dell'atomo

L’atomo è composto da tre componenti fondamentali: Il suo nucleo formato da protoni (carica positiva) e neutroni (privi di carica). Attorno al nucleo vi sono gli elettroni (carica negativa) maggiori responsabili del volume dell’atomo.

Caratteristiche degli elementi chimici

Sono elementi in grado di condurre elettricità, sono duttili, malleabili e hanno la tendenza a perdere elettroni per raggiungere stabilità.

Sono elementi non in grado di condurre elettricità, non malleabili, non duttili e tendono ad accettare elettroni per raggiungere la stabilità.

Sono elementi chimicamente inerti perché hanno il guscio elettronico esterno completo.

Tabella periodica

È una tabella che ordina gli elementi chimici in modo da rispecchiare le relazioni familiari esistenti tra essi. È suddivisa in righe (periodi) e colonne (gruppi): lungo il periodo il numero atomico cresce progressivamente, lungo il gruppo si identifica la famiglia a cui appartiene l’elemento.

Isotopi

Atomi con stesso numero atomico ma con diverso numero di atomi.

Tipi di legami chimici

Un legame ionico è un legame dove vi è il completo trasferimento di uno o più elettroni da un atomo all’altro. Esempio: Cloruro di sodio.

Proprietà delle sostanze

Le sostanze idrofile sono polari, che si sciolgono in acqua. Le sostanze idrofobe sono apolari, non si possono sciogliere in acqua.

Caratteristiche degli acidi e delle basi

Gli acidi: specie che libera ioni H⁺ a contatto con l’acqua. Le basi: specie che libera ioni OH^- a contatto con l’acqua.

Gruppi funzionali

Atomi o piccoli gruppi di atomi dotati di proprietà caratteristiche che si legano all’ossatura carboniosa di una molecola organica e ne determinano la reattività.

Molecole chirali

Due molecole che sono immagini speculari e non sovrapponibili.

Isomeri

Molecole formate dagli stessi atomi disposti in maniera diversa.

Polisaccaridi

• È un polisaccaride di riserva tipico delle cellule animali, è un polimero del glucosio.
• È un polisaccaride di riserva tipico dei vegetali formato da amilosio e amilopectina.

Monosaccaridi

È un monosaccaride più abbondante in natura.

Funzioni dei carboidrati

Sono molecole biologiche formate da carbonio, idrogeno e ossigeno e svolgono varie funzioni: strutturale, di segnale e funzione energetica (glicogeno).

Ruolo degli elettroliti

Mantengono l’equilibrio idrosalino, compongono alcune macromolecole, sono componenti essenziali di alcuni enzimi.

Vitamine

In base al loro comportamento in soluzione acquosa si distinguono in:

• Idrosolubili (C, gruppo B). Sono solubili nei liquidi cellulari e di conseguenza scarsamente immagazzinabili.
• Liposolubili (A, D, E, K) contengono atomi C, I, O e possono essere immagazzinate.

Vescicole

Vescicole composte da un doppio strato lipidico che si richiude conservando al centro un ambiente acquoso.

Coenzimi

Molecole organiche di natura chimica eterogenea, indispensabili per il funzionamento delle cellule e per la corretta funzionalità degli organismi viventi.

Proteine

Sono macromolecole biologiche essenziali all’integrità strutturale di cellule e tessuti. Sono formate da amminoacidi legati tra loro tramite legami peptidici.

Gruppi chimici essenziali

Gruppi chimici essenziali per la funzionalità biologica della proteina stessa.

Tipi di proteine

• Lipoproteine-lipidi
• Struttura primaria-sequenza amminoacidica
• Struttura secondaria – organizzazione spaziale di segmenti che si ripetono alfa-elica e beta-foglietto
• Struttura terziaria – conformazione tridimensionale
• Struttura quaternaria – distribuzione nello spazio delle diverse subunità

Funzioni dei nucleotidi

Macromolecole ubiquitarie formate da: una base azotata, pentosio, gruppi fosforici. Svolgono funzioni energetiche, di cofattori enzimatici, messaggeri chimici e sono componenti strutturali degli acidi nucleici.

Sono un componente tipico dei nucleotidi derivati da pirimidina (citosina, timina, uracile) purina (adenina, guanina).

Lezione 13

Dal punto di vista morfologico tutte le cellule presentano delle caratteristiche comuni:

• Una membrana che separa l’ambiente interno da quello esterno
• Una regione contenente il materiale genetico
• Un citoplasma, ovvero una sostanza semifluida in cui sono immerse le varie componenti cellulari

Di forma generalmente tondeggiante, delimitata da una membrana rinforzata da una parete di polisaccaridi, possiede delle espansioni dette flagelli che consentono il movimento. Il loro citoplasma non contiene organelli ad eccezione dei ribosomi. Il materiale genetico non risiede nel nucleo ma si aggrega e forma una struttura detta nucleoide.

Sono composte da una membrana cellulare, il materiale genetico risiede all’interno del nucleo; nel citoplasma sono contenuti diversi organelli deputati alla compartimentalizzazione delle funzioni interne.

È una struttura lipoproteica che ha la funzione di separare l’interno della cellula dall’ambiente esterno. È formata da un doppio strato lipidico in cui sono immersi degli elementi proteici che possono essere:

• Proteine integrali ovvero che attraversano completamente lo spessore della membrana, sporgendo sia nel citoplasma che nell’ambiente extracellulare.
• Proteine periferiche, ovvero che si associano esclusivamente ad un lato della membrana (citoplasma o extracellulare).

Teoria cellulare

Secondo cui:

• Tutti gli organismi viventi sono composti da cellule
• Tutte le cellule derivano da altre cellule
• Le cellule sono le più piccole unità viventi