Biochimica: introduzione di biologia

Biologia, scienza della vita

La biologia è la scienza della vita. Si suddivide in molte parti a seconda dell'aspetto della vita che si analizza.

• Biologia cellulare → È l'unità funzionale alla base della vita: la cellula e tutte le sue strutture.
• Biochimica → Analizza tutte le reazioni nel nostro organismo come ad esempio il metabolismo cellulare:
• Il metabolismo si suddivide in catabolismo e anabolismo.
• Catabolismo → È l'insieme delle reazioni che avvengono nel nostro organismo. Si parte da una macromolecola (che sono composte da tanti atomi legati tra di loro) e...
• Biologia molecolare → Analizza nel dettaglio tutti gli aspetti degli acidi nucleici, quindi le interazioni tra artisti nucleici e biologiche responsabili della trasmissione dell'informazione genetica.
• Botanica → Biologia delle piante.
• Zoologia → Biologia degli animali.
• Ecologia → Biologia dell'ambiente.
• Fisiologia → Analizza le funzioni dell'organismo a livello dell'organo.
• Biologia evolutiva → Spiega i processi che hanno portato alla differenziazione delle forme di vita.

TEORIA CELLULARE

L'unità funzionale del nostro organismo è la cellula.

• Tutti gli esseri viventi sono costituiti da una o più cellule.
• Le cellule si originano da altre cellule (MITOSI).
• La cellula è l'unità strutturale e funzionale degli esseri viventi.
• Le cellule contengono le informazioni ereditarie degli organismi di cui fanno parte.

CELLULA PROCARIOTE ED EUCARIOTE

• PROCARIOTE: Non contiene un nucleo. Struttura interna più semplificata.
• EUCARIOTE: Presenta un nucleo racchiuso da una membrana.

CARATTERISTICHE COMUNI

• Presenza di una membrana esterna.
• MEMBRANA PLASMATICA: Opera all'interno della cellula.

Entrambe possiedono gli acidi nucleici.

CELLULA PROCARIOTE

Cellule prive di nucleo dove il DNA è circolare.

ORGANELLI e RIBOSOMI

Trasporto Passivo e Cinetica

La diffusione semplice si muove secondo una cinetica lineare quindi all'aumentare della concentrazione nel soluto aumenta il trasporto del soluto stesso.

La diffusione facilitata invece all’inizio ha una cinetica di tipo lineare (aumenta concentrazione soluto — aumento velocità), però ci sono dei casi in cui il trasporto non aumenta più essendoci tutte le proteine di membrana che trasportano legate a una molecola (dunque saturate), quindi quando i trasportatori sono saturabili, raggiungono una velocità max di trasporto perché tutti sono impegnati nel legame con una molecola

Valore K_m

Ogni trasportatore ha come affinità nei confronti di una molecola substrato e il valore di Michaelis del valore Km indica la concentrazione di soluto a cui il trasportatore del flusso è la metà.

• Più piccolo — Bastano piccole quantità per ottenere 1/2 del valore di trasporto
• Più grande — Ci vogliono quantità maggiori per ottenere 1/2 valore flusso di trasporto

Trasporto Attivo: Primario

Consuma ATP direttamente ad esempio la pompa sodio/potassio che trasporta 2 molecole contro gradiente.

1. Le 3 molecole di sodio e 1 di ATP alla pompa sodio/potassio, che presenta due enzimi e acta come azienda, quando si libera attaccato un gruppo fosfato com'è invece di ADP a idrogeno fosfato.
2. La divisione del gruppo fosfato comporta la liberazione di energia utilizzata dal trasportatore per portare la molecola contro gradiente.
3. 2K⁺ con sodio vengono liberati all'esterno della membrana e 2 ioni potassio al legame della pompa.
4. Il potassio viene trasportato all'interno sempre contro gradiente.
5. Escano 3 molecole di Na⁺ e entrano 2 molecole di K⁺ grazie all'idrolisi ATP tramite il movimento antiporto perché una molecola entra in un altro tipo di…

Cromosomi

Si vedono quando la cellula si appresta alla divisione: sono costituiti da 2 filamenti paralleli e connessi e chiamati cromatidi, uniti a livello centrale da una struttura proteica detta centromero; insieme contengono l'intero patrimonio della cellula madre dopo replica del DNA che contiene le informazioni da varermi trasferiti alla cellula figlia.

Geni

A livello del singolo cromatide si possono riconoscere chiamare porzioni dette porzioni codificanti ovvero di queste porzioni del cromatide costituiscono i geni che danno le informazioni del gene contenute in una zona specifica del cromosoma detta locus; es. il responsabile della determinazione delle caratteristiche.

L'insieme dei geni è chiamato genoma che costituisce il patrimonio genetico di un individuo; l'insieme dei geni è uguale in tutte le cellule. Il patrimonio genetico è uguale per ogni determinato organismo; la sequenza del DNA costituisce tutti i geni del nostro organismo.

Cariotipo

Anche il numero dei cromosomi è specifico: sono 46 in forma diploide e 23 in forma aploide.

L'insieme dei cromosomi è detto cariotipo.

Il corredo cromosomico è 2x23=46 perché ci sono 2 cromatidi uguali per ogni cromosoma. La particolarità è che le cellule sessuali o gameti hanno un solo corredo in quanto provengono da cellule staminali e vengono prodotte da cellule forme diploidi, al primo accoppiamento vengono mischiate. A confronto con quelle femminili formano il embrione. Il gamete è prodotto da meiosi in quanto le cellule somatiche si dividono con la mitosi producendo cellule con corredo 2N, mentre la meiosi produce cellule con corredo aploide, N.

22 coppie di cromosomi regali, per le 23 coppie si determina il sesso dell'individuo che può essere XX o XY.

Cromosomi omologhi

Due copie di uno stesso cromosoma e che porta gli stessi geni.

Cromosomi sessuali

Cromosomi sessuali che può essere uguale o diverso.

Mitosi

Processo che permette la divisione cellulare da 1 cellula madre a 2 cellule figlie identiche alle cellule somatiche (soma).

ATP

3 ruoli:

• Distacco muscolo e actina
• Trasferimento energia e trasporto vescicole
• Trasporto attivo RE sarcoplasmatico → Pompa calcio-ATPasi

3 meccanismi sintesi ATP

• Sintesi ATP

Aerobio

• Fosforilazione ossidativa
• Meno veloce ma + ATP
• Presenza di O₂

Anaerobio

• Non richiede presenza O₂
• Meno ATP ma + veloce

Alattacido

• Coinvolgimento creatina

Lattacido

• Produce lattato