BIOLOGIA SCIENZA CHE STUDIA TUTTO CIO’ CHE RIGUARDA LA VITA

ORGANISMI VIVENTI

CARATTERISTICHE DEGLI ORGANISMI VIVENTI

1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE 1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE

A) ORGANISMI UNICELLULARI ( singole cellule, es: batteri, protozoi)A) ORGANISMI UNICELLULARI (singole cellule, es: batteri, protozoi)

Ameba, Euglena, Paramecio, Foraminiferi, Plasmodio

1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE 1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE

B) ORGANISMI PLURICELLULARI (le loro cellule vivono in gruppi coordinati che risultano cosìinterdipendenti da non poter sopravvivere da soli; es: piante ed animali) ORGANIZZAZIONE GERARCHICA TESSUTI ORGANI APPARATI

B) ORGANISMI PLURICELLULARI (le loro cellule vivono in gruppi coordinati che risultano così interdipendenti da non poter sopravvivere da soli; es: piante ed animali) ORGANIZZAZIONE GERARCHICA TESSUTI ORGANI APPARATI

1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE 1) ORGANIZZAZIONE CELLULARE

A) LA CELLULA È L’UNITÀ FONDAMENTALE DELLA MATERIA VIVENTE

B) TUTTI GLI ORGANISMI VIVENTI SONO FORMATI DA CELLULE

C) LE CELLULE DERIVANO ESCLUSIVAMENTE DALLA DIVISIONE DI ALTRE CELLULE

A) LA CELLULA È L’UNITÀ FONDAMENTALE DELLA MATERIA VIVENTE

B) TUTTI GLI ORGANISMI VIVENTI SONO FORMATI DA CELLULE

C) LE CELLULE DERIVANO ESCLUSIVAMENTE DALLA DIVISIONE DI ALTRE CELLULE

TEORIA CELLULARE (Schleiden e Schwann metà ‘800)TEORIA CELLULARE (Schleiden e Schwann metà ‘800)

1600 fu inventato il microscopio da Antony van Leeuwenhoek . Grazie a questo nuovo strumento, RobertHooke , in Inghilterra, riuscì a studiare le cellule, avendo la

possibilità di guardarle da vicino

�Teoria della generazione spontanea o abiogenesi (Aristotele ): la possibilità che la vita avesse origine da materia inanimata.

� Francesco Redi e Lazzaro Spallanzani (1600): dimostrazione empirica che dalla materia inanimata non può nascere nessuna forma di vita

� Solo nel 1800 con Louis Pasteur si arrivò a dimostrare l'infondatezza della generazione spontanea.

Osservazione di Redi :Spesso, lasciando esposta della carne all’aria, vi svolazzano

attorno mosche uguali a quelle che poi vi si formeranno nel corso della putrefazione.

Domande che si fece Redi :Da dove vengono le larve di mosca che si formano nella carne in putrefazione? Si formano larve di mosca anche se si impedisce

alle mosche adulte di avvicinarsi alla carne?

Ipotesi di Redi :Le larve di mosca non derivano dalla carne in putrefazione, ma

dalle uova che le mosche adulte, attratte dall’odore della carne in putrefazione, hanno deposto, allora impedendo alle mosche di

accedere alla carne si dovrebbe anche evitare lo sviluppo di larve e quindi di nuove mosche.

LA VERIFICA SPERIMENTALE DI REDI

Redi lasciò per giorni su un tavolo esposto all’aria due vasi di vetro

trasparente, con dentro due pezzi uguali della stessa carne.

Uno lo chiuse con un tappo di garza, l’altro lo lasciò aperto.

Vaso aperto

La carne brulica di vermi

Vaso coperto conuna garza sottile

Non compaionovermi

Dopo pochi giorni la carne del vaso aperto brulicava di larve, mentre in quella del vaso

chiuso non se ne vedevano. Redi rifece molte volte l’esperimento, anche variando il

tipo di carne, e non osservò mai la presenza di larve di mosca nei vasi chiusi.

Questi risultati sperimentali confermano che l’ipotesi di Redi è vera e che la teoria

della generazione spontanea è falsa.

COMUNICAZIONE DEI RISULTATI :Redi pubblicò i suoi risultati nel libro intitolato "Esperienze intorno alla generazione degli insetti", per renderli noti alla

comunità scientifica.

Firenze 1968

Più o meno nello stesso tempo in cui Redi compiva i suoi esperimenti, Anton Van Leeuwenhoek osservò, per la prima volta, la presenza di microrganismi attraverso il rudimentale

microscopio da lui stesso costruito. Tutte le sostanze esaminate brulicavano di un numero enorme di microrganismi

(bastava collocare del fieno secco in acqua e, dopo alcuni giorni, compariva una miriade di organismi microscopici a cui

venne dato il nome di infusori)

Da dove venivano? Come si riproducevano?

generazione spontanea

Lazzaro SpallanzaniModena 1760

John Needham eseguì una serie di prove consistenti nel mettere in un vaso del brododi carne e riscaldarlo, ponendolo per alcuni minuti sulla cenere calda. I vasi venivano

poi tenuti a temperatura ambiente. Dopo qualche giorno il brodo era pieno di “animaletti”, secondo Needham nati in maniera spontanea dal brodo stesso, grazie

all’azione di una “forza produttrice”, visto che il calore avrebbe dovuto distruggere ogni forma di contaminazione dall’esterno.

Riscaldamento di una fiasca contenente brodo

aperta

Si lascia raffreddare

Si aspetta

I microrganismi crescono

Riscaldamento di una fiasca contenente brodo

tappata

Si lascia raffreddare

Si aspetta

I microrganismi non crescono

Ripeté le esperienze di Needham, aumentando però fino a 45 minuti i tempi di

esposizione al calore e serrando i contenitori in modo ermetico: il risultato fu

la non comparsa dei microrganismi nel brodo.

Needham criticò la durezza dei metodi di Spallanzani: il calore eccessivo avrebbe

1)distrutto la forza produttrice delle sostanze infuse, rendendo quindi impossibile la generazione di nuova vita.

2)reso l’aria “corrotta”, perdendo quell’”elasticità” indispensabile per garantire la sopravvivenza di un essere vivente.

Il problema verrà ripreso, nella seconda metà dell' 800 (1822-1895), da LouisPasteur : la produzione di bevande alcoliche; al tempo si sapeva che il vino si poteva

trasformare in aceto.

Capì che alla base di questa trasformazione c’era un processo di fermentazione alcolica, attuata da fermenti (microrganismi) che, a suo avviso, si trovano nell’aria e

che da questa si depositano sulle sostanze che poi trasformano.

Contro la teoria della generazione spontanea che ancora si applicava ai microrganismi

Precedenti esperimenti gli avevano rivelato che dei microrganismi possono derivare da particolari cellule chiamate spore .

Egli fece allora l’ipotesi che le piccolissime spore siano trasportate assieme al pulviscolo dell’aria: finché esse restano nell’aria sono

inattive, ma non appena vengono a trovarsi in un ambiente contenente le sostanze indispensabili alla crescita, ad esempio in un’infusione,

ridiventano attive e danno origine a microrganismi, che si moltiplicano poi rapidamente.

L'esperimento svolto al riguardo da Pasteur impiegò un apparato molto semplice

palloni a collo di cigno(lungo collo ricurvo)

soluzione nutritiva, che era fatta bollire per più di

un'ora, lasciando che il vapore uscisse liberamente

dall'orifizio terminale del collo ricurvo.

In tal modo tutti i microrganismi presenti nell’inf usione sarebbero stati uccisi, e inoltre il vapore d’acqua che si sviluppava durante l’ebollizione avrebbe ucciso le spore eventualmente presenti sulle pareti interne della boccia e del

collo di vetro.

Naturalmente l’aria che sarebbe entrata liberamente nella boccia, quando questa si fosse raffreddata, avrebbe potuto contenere spore

frammiste al pulviscolo: tuttavia Pasteur previde che tali sporesarebbero rimaste intrappolate nella parte iniziale, ricurva, del collo e

non sarebbero riuscite a penetrare fin nella boccia. Infatti anche a distanza di diversi mesi l'infuso si conservò limpido, a dimostrazione che non erano presenti germi di alcun genere, mentre sul tratto più

esterno del collo si poteva notare la presenza di polveri e microrganismi, evidentemente entrati fin lì dall'apertura terminale.

Infatti, rompendo con un secco colpo il collo ritorto, e ponendo il liquido nutritivo a diretto contatto con l’aria, dopo poche ore lo stesso si intorbidiva per la presenza di spore e

germi che poi avrebbero continuato a svilupparsi. Inoltre Pasteur, come già detto, lasciando aperto il suo recipiente con il collo ricurvo e consentendo all'aria di entrare e

uscire liberamente, seppure attraverso un lungo e tortuoso percorso, spense sul nascere le obiezioni di coloro i quali sostenevano che il principio attivo, senza aria, era

impedito nella sua attività.

Come tutti gli altri esseri viventi, anche i microrganismi non derivano da materia non vivente. Fu cosi scartata definitivamente l’ipotesi della possibilità di una generazione spontanea, mentre si affermò la già citata teoria della biogenesi, secondo la quale, nelle condizioni attuali della Terra, tutti gli esseri viventi hanno origine da altri esseri

viventi.

ORGANIZZAZIONE CELLULARE ORGANIZZAZIONE CELLULARE

A) CELLULE PROCARIOTICHE

B) CELLULE EUCARIOTICHE

A) CELLULE PROCARIOTICHE

B) CELLULE EUCARIOTICHE

MEMBRANA PLASMATICA

CITOPLASMA

NUCLEOIDE o NUCLEO

MEMBRANA PLASMATICA

CITOPLASMA

NUCLEOIDE o NUCLEO

ORGANIZZAZIONE CELLULARE ORGANIZZAZIONE CELLULARE

DIMENSIONI CELLULARI: MICROSCOPICHE (Microscopio Ottico)

Cellula procariotica0.3-2 µm

Cellula eucariotica2-25 µm

µm = micrometro: un milionesimo di metro (10-6 m)

Organulinm = nanometro: un millesimo di µm (10-9 m)

MICROSCOPIO OTTICOMassimo ingrandimento: 1000 volte

Cellule fissate (morte!) sia colorate che non

Cellule vive

MICROSCOPIO ELETTRONICOMassimo ingrandimento: 250.000 volteCellule fissate (morte!) sia colorate che

non

più piccolo è l'organismo più grande è la sua superficie in rapporto al volume.

S = 6 V S = 3 V S = 1.5 V

LA SUPERFICIE DI UN CORPO AUMENTA AL QUADRATO DELLE DIMENSIONI LINEARI DEL CORPO STESSO

IL VOLUME AUMENTA AL CUBO!

più grande è l'organismo più piccola è la sua superficie in rapporto al volume.

3) ISTRUZIONI CHIMICHE (che controllano la loro struttura e funzione

3) ISTRUZIONI CHIMICHE (che controllano la loro struttura e funzione

4) RIPRODUZIONE4) RIPRODUZIONE

2) METABOLISMO (catabolismo e anabolismo); organismi autotrofi edeterotrofi

2) METABOLISMO (catabolismo e anabolismo); organismi autotrofi edeterotrofi

DNA

la capacità degli organismi di dare vita ad altri individui della stessa specie

La riproduzione, di solito, richiede l’intervento di due individui “genitori” di sesso diverso (riproduzione

sessuata). � Esistono, tuttavia, in vari gruppi di organismi

forme di riproduzione che avvengono per l’intervento di un solo organismo genitore

(riproduzione asessuata).

5) CRESCITA eSVILUPPOTutti gli organismi devono crescere e

svilupparsi per raggiungere le dimensioni e il livello di complessitànecessari a completare il loro ciclo

vitale.

La crescita, cioè l’aumento relativamente costante delle dimensioni corporee,

avviene nel tempo attraverso l’assunzione e l’assimilazione delle

sostanze nutritive prelevate dall’ambiente esterno e la loro trasformazione in molecole utili

all’organismo.

Lo sviluppo presuppone un cambiamento di forma, aspetto e complessità di un organismo nel corso del tempo fino al

raggiungimento dello stadio adulto definitivo.

6) ADATTAMENTO ALL’AMBIENTE (OMEOSTASI: mantenimento di una condizione stazionaria interna grazie a risposte che compensano i cambiamenti avvenuti nell’ambiente esterno)

Tutti gli organismi viventi sono sensibili agli stimoli, ovvero ai cambiamenti che avvengono nell’ambiente in cui si trovano o nel loro ambiente interno, e rispondono a questi cambiamenti

in modo da avere maggiore possibilità di sopravvivenza. Questa capacità di reagire agli stimoli è dettareattività.

7) EVOLUZIONE

Gli adattamenti non sono processi immediati ma si perfezionano nel corso di molte generazioni favorendo la sopravvivenza

degli individui meglio adattati. Come risultato, nel corso del tempo, le caratteristiche della popolazione cui tali organismi

appartengono appaiono cambiate.

UNA CELLULA E’ COSTITUITA DA UN SISTEMA CHIMICO ALTAMENTE ORGANIZZATO

UNA CELLULA E’ COSTITUITA DA UN SISTEMA CHIMICO ALTAMENTE ORGANIZZATO

MACROMOLECOLE BIOLOGICHE o BIOMOLECOLE

MACROMOLECOLE BIOLOGICHE o BIOMOLECOLE

STRUTTURE COMPLESSE OTTENUTE

DALL’ASSEMBLAGGIO DI UNITÀPIÙ PICCOLE (MONOMERI ) MEDIANTE FORMAZIONE DI

LEGAMI COVALENTI.

REAZIONE DI POLIMERIZZAZIONE

REAZIONE CHE PORTA ALLA FORMAZIONE DEI LEGAMI

COVALENTI FRA I MONOMERI A DARE IL POLIMERO

POLIMERI

PROTEINEPROTEINE

ACIDI NUCLEICIACIDI NUCLEICI

GLICIDIGLICIDI

LIPIDILIPIDI

MACROMOLECOLE BIOLOGICHE o BIOMOLECOLE

MACROMOLECOLE BIOLOGICHE o BIOMOLECOLE

PROTEINEPROTEINE

Val

ina

Ala

nina

Pro

lina

Arg

inin

a

Val

ina

Lisi

na

Val

ina

Trip

tofa

no

Trip

tofa

no20 diversi amminoacidiL-AA

(Selenocisteina)(Pirrolisina)

20 diversi amminoacidiL-AA

(Selenocisteina)(Pirrolisina)

Ciascuna proteina è costituita da un numero variabile di amminoacidi:

OLIGOPEPTIDI : 2-20 AAPEPTIDI : 20-100 AA

POLIPEPTIDI o PROTEINE : 100-diverse migliaia AA

Ciascuna proteina è costituita da un numero variabile di amminoacidi:

OLIGOPEPTIDI : 2-20 AAPEPTIDI : 20-100 AA

POLIPEPTIDI o PROTEINE : 100-diverse migliaia AA

LEGAME PEPTIDICO

GLUTATIONE o GSH(Cys, Gly, Glu)

STRUTTURA PRIMARIA: geneticamente predeterminataSTRUTTURA PRIMARIA: geneticamente predeterminata

E’ un neurotrasmettitore

inibitorio

La tirosina è il precursore delle catecolamine, importanti

neurotrasmettitori e ormoni (Dopamina, noradrenalina, e

adrenalina)

Il triptofano è il precursore della serotonina, un

importante neurotrasmettitore

AA ESSENZIALI : DEVONO NECESSARIAMENTE ESSERE INTRODOTTI CON LA DIETA IN QUANTO NON SONO SINTETIZZATI DALL’ORGANISMO

8 negli adulti: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, valina10 nei bambini: 8 + taurina, cisteina

AA NON ESSENZIALI

AA SEMI-ESSENZIALI: tirosina e cisteina; possono venire sintetizzati dall’organismo a partire da fenilalanina e metionina, quando queste ultime

vengano fornite in concentrazioni appropriate

R

R

LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DI UNA PROTEINA

Es: COLLAGENE (principale proteina del tessuto connettivo negli animali, pelle/ossa, e la proteina più abbondante nei mammiferi)

CHERATINA (capelli e unghie) FIBRINA (coagulazione sangue, seta, ragnatele)

ELASTINA (arterie)TUBULINA (microtubuli, citoscheletro)

Es: COLLAGENE (principale proteina del tessuto connettivo negli animali, pelle/ossa, e la proteina più abbondante nei mammiferi)

CHERATINA (capelli e unghie) FIBRINA (coagulazione sangue, seta, ragnatele)

ELASTINA (arterie)TUBULINA (microtubuli, citoscheletro)

PROTEINE FIBROSE

funzione strutturale (resistenza meccanica,

proprietà elastiche)

LEGAME IDROGENO

QUANDO GLI ATOMI DI IDROGENO SONO RESI

PARZIALMENTE POSITIVI DALLA CONDIVISIONE ASIMMETRICA DEGLI

ELETTRONI CON OSSIGENO, AZOTO O ZOLFO, GLI ATOMI DI IDROGENO POSSONO ESSERE

ATTRATTI DA ATOMI VICINI DI OSSIGENO, AZOTO O ZOLFO

RESI PARZIALMENTE CARICHI NEGATIVI DALLA

CONDIVISIONE ASIMMETRICA DEGLI ELETTRONI IN LEGAMI

COVALENTI DIFFERENTI.

Legame

idrogeno (+)

(+)

H

H(+)

(+)

(–)

(–)

(–) (–)

O

LEGAME (PONTE) IDROGENOLEGAME (PONTE) IDROGENO

LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DI UNA PROTEINA

PROTEINE GLOBULARI :

essenziali allo svolgimento delle funzioni cellulari

Nella maggior parte delle proteine le catene di

aminoacidi (siano esse organizzati ad α Elica che Foglietto β) si ripiegano a

gomitolo conferendo così alla proteina una forma globulare

Es: CATALISI (ENZIMI ) TRASPORTO (METALLI, LIPIDI, MEMBRANA )

DEPOSITO (FERRITINA, ovoalbumina, zeina)IMMUNITARIA ( ANTICORPI )

COMUNICAZIONE (RECETTORI, ORMONI, FATTORI DI CRESCITA )

REGOLAZIONETOSSINE (colerica, botulinica, ricina)

Es: CATALISI (ENZIMI ) TRASPORTO (METALLI, LIPIDI, MEMBRANA )

DEPOSITO (FERRITINA, ovoalbumina, zeina)IMMUNITARIA ( ANTICORPI )

COMUNICAZIONE (RECETTORI, ORMONI, FATTORI DI CRESCITA )

REGOLAZIONETOSSINE (colerica, botulinica, ricina)

Interazioni idrofobiche, legami ionici,

interazioni dipolo-dipolo

RESIDUI RDEGLI AA

(DOMINIO)(DOMINIO)

LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DI UNA PROTEINA

STRUTTURA QUATERNARIApiù sub-unità distinte e legate tra loro

(OLIGOMERICHE )

STRUTTURA QUATERNARIApiù sub-unità distinte e legate tra loro

(OLIGOMERICHE )

EMOGLOBINA (Hb) IMMUNOGLOBULINE (Ig)

PROTEINE SEMPLICIPROTEINE CONIUGATE (GRUPPO PROSTETICO)

CARBOIDRATI → GLICOPROTEINE e GLICOSAMMINOGLICANI LIPIDI → LIPOPROTEINE (LDL, VLDL, HDL)

EME → EMINICHE (Hb, Mb, citocromi)METALLO →METALLOPROTEINE

DENATURAZIONE (riscaldamento, variazione di pH,....)

LEGAME TRA ATTIVIT À BIOLOGICA E STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DI UNA

PROTEINA.

LEGAME TRA ATTIVIT À BIOLOGICA E STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DI UNA

PROTEINA.

PERDITA DELLE STRUTTURE TRIDIMENSIONALI DELLA

PROTEINA

PERDITA DELLE STRUTTURE TRIDIMENSIONALI DELLA

PROTEINA

PERDITA DELLA FUNZIONE BIOLOGICA

PERDITA DELLA FUNZIONE BIOLOGICA

ROTTURA DEI LEGAMI DEBOLI

ENZIMI = CATALIZZATORI BIOLOGICIENZIMI = CATALIZZATORI BIOLOGICI

SITO ATTIVO(SITO CATALITICO)

Substrato 1 Substrato 2

Sito attivo (sito catalitico)

ENZIMA COMPLESSO ENZIMA - SUBSTRATO

COMPLESSO ENZIMA - SUBSTRATO

[ES]

ENZIMA

Prodotto

MECCANISMO “CHAVE-SERRATURA”ELEVATA SPECIFICITA’ DI SUBSTRATO

MECCANISMO “CHAVE-SERRATURA”ELEVATA SPECIFICITA’ DI SUBSTRATO

ELEVATA SPECIFICITA’ DI REAZIONE

-ASI

OSSIDORIDUTTASI : reazioni di ossidoriduzione

TRASFERASI: reazioni di trasferimento

IDROLASI : reazioni di idrolisiLIASI : reazioni di scissione di legami

ISOMERASI : reazioni di isomerizzazione

LIGASI : reazioni di ligazionePOLIMERASI : reazioni di

polimerizzazione

COFATTORIpiccola molecola di natura non proteica

che si associa all’enzima e ne rende possibile l’attività catalitica

Ioni metallici

APOENZIMA + COFATTORE = OLOENZIMA

COFATTORI

RIBOZIMARNA con funzione catalitica

RIBOZIMARNA con funzione catalitica

Coenzimi(piccole molecole organiche,

es: vitamine)

REGOLAZIONE ALLOSTERICA (allosteria o allosterismo)

REGOLAZIONE ALLOSTERICA (allosteria o allosterismo)

E’ la regolazione di un enzima (o di una proteina) mediata da una molecola detta effettore, che svolge tale funzione legandosi presso il sito allosterico.

Un enzima dotato di siti allosterici è detto enzima allosterico

effettore

sito allosterico

sito attivo

substrato

ENZIMA ENZIMA ENZIMA

Insieme di reazioni chimiche coinvolte in uno o più processi di anbolismo o catabolismo all'interno di una cellula.

I singoli passi della via metabolica sono reazioni catalizzate nella maggior parte dei casi da enzimi specifici che trasformano il substrato su cui

agiscono, in un prodotto, utilizzato a sua volta come substrato dall'enzima del passo successivo.

SITO ALLOSTERICO

FEEDBACK (RETROAZIONE) POSITIVO

FEEDBACK (RETROAZIONE) NEGATIVO

REGOLAZIONE DELL ’ATTIVITA ’ DI UNA PROTEINA PER MODIFICAZIONE

COVALENTE

FOSFORILAZIONE AD OPERA DI PROTEINE CHINASI

TREONINA, TIROSINA, SERINA

DEFOSFORILAZIONE AD OPERA DI PROTEINE FOSFATASI

ACIDI NUCLEICI

ACIDI NUCLEICI

Nuc

leot

ide

Nuc

leot

ide

Nuc

leot

ide

Nuc

leot

ide

Nuc

leot

ide

Nuc

leot

ide

Nuc

leot

ide

Nuc

leot

ide

Nuc

leot

ide

LEGAME FOSFODIESTERICODNAACIDO DESOSSIRIBONUCLEICO

RNAACIDORIBONUCLEICO

NUCLEOTIDE

NUCLEOSIDEZUCCHERO + BASE AZOTATA

ZUCCHERO a 5 atomi di C

DESOSSIRIBOSIO RIBOSIO

BASI AZOTATE

PARTE VARIABILE DEL NCULEOTIDE

LEGAME FOSFODIESTERICOLEGAME FOSFODIESTERICO LEGAME COVALENTE TRA IL GRUPPO OSSIDRILE (-OH) LEGATO AL C3’ DI UN

NUCLEOTIDE ED IL GRUPPO FOSFATO (-P) LEGATO AL C5’ DI UN NUCLEOTIDE

ADIACENTE

LEGAME COVALENTE TRA IL GRUPPO OSSIDRILE (-OH) LEGATO AL C3’ DI UN

NUCLEOTIDE ED IL GRUPPO FOSFATO (-P) LEGATO AL C5’ DI UN NUCLEOTIDE

ADIACENTEIL PRIMO NUCLEOTIDE DI UNA CATENA AVRA’

SEMPRE LIBERA L’ESTREMITA’5’P MENTRE L’ULTINO NUCLEOTIDE AGGIUNTO AVRA’

LIBERA L’ESTREMITA’ 3’OH . DIREZIONALITA’5’P→ 3’OH

IN UNA CATENA POLINUCLEOTIDICA SI IDENTIFICA UNO SCHELETRO COSTITUITO DA UNA REGOLARE ALTERNANZA DI

MOLECOLE DI ZUCCHERO E DI ACIDO FOSFORICO

(PARTE INVARIANTE )

DA QUESTO SCHELETRO SPORGONO LE BASI

AZOTATE (PARTE VARIABILE )

5’

3’

3’ 2’

4’ 1’

5’

Gruppofosfato

Zucchero

Base azotata

Gruppofosfato

Zucchero

Base azotata

STRUTTURA IL DNA È COSTITUITO DA DUE CATENE (ELICHE)

POLINUCLEOTIDICHE TRA LORO COMPLEMENTARI ed ANTIPARALLELE AVVOLTE NELLO SPAZIO, INTORNO AD UN

ASSE VIRTUALE, IN SENSO DESTRORSO

A = T → A/T = 1 G = C → G/C = 1A + G = C + T

es: A = 20% T = ? G = ? C = ?T = 20% A + T = 40%

G + C = 100% - 40% = 60%G = 30% C = 30%

FUNZIONE

1) MOLECOLA DELL’EREDITARIETA’(REPLICAZIONE o SINTESI DEL DNA)

2) CONTIENE L’INFORMAZIONE GENETICA NECESSARIA PER COSTRUIRE LE

PROTEINE DELLA CELLULA (SEQUENZA DELLE BASI AZOTATE; TRASCRIZIONE IN

UN mRNA e TRADUZIONE IN UNA PROTEINA)

IMPORTANZA DELLE INTERAZIONI DEBOLI

CONFERIRE FUNZIONE BIOLOGICA

CONFERIRE POSSIBILITA’ DI INTERAZIONI MOLECOLARI FORTI MA REVERSIBILI

PUO’ FORMARE UNA STRUTTURA DI ORDINE SUPERIORE FORMANDO DEI TRATTI A

DOPPIO FILAMENTO GRAZIE ALLA FORMAZIONE DI LEGAMI IDROGENO

INTRAELICA FRA BASI COMPLEMENTARI (AU E GC).

SINGOLA ELICA STRUTTURA

RNA RIBOSOMALE (rRNA) : costituente dei ribosomi

RNA MESSAGGERO (mRNA): porta l’informazione che deve essere tradotta in proteina

RNA DI TRASFERIMENTO (tRNA) : trasporto degli amminoacidi durante la sintesi proteica

TIPI DI RNA

Piccoli RNA citoplasmatici (scRNA): componenti di ribonucleoproteine (SRP)

Piccoli RNA nucleari (snRNA): coinvolti nel meccanismo di “splicing” (maturazione dell’RNA eterogeneo nucleare)

Piccoli RNA nucleolari (snoRNA):coinvolti nella maturazione dell’rRNA

microRNA (miRNA) : catene molto corte di RNA (21-22 nt) coinvolte nella regolazione dell’espressione genica

1) ESPRESSIONE GENICA (TRASCRIVE LE INFORMAZIONI DAL DNA E

TRADUCE LE INFORMAZIONI DEL DNA IN PROTEINE)

2) REGOLAZIONE DELL ’INFORMAZIONE GENICA

FUNZIONE DELL ’RNA

GLICIDI, ZUCCHERI, CARBOIDRATIGLICIDI, ZUCCHERI, CARBOIDRATI

Mon

osac

acrie

Mon

osac

acrid

e Mon

osac

acrid

e Mon

osac

acrid

e Mon

osac

acrid

eMon

osac

acrid

e Mon

osac

acrid

eMon

osac

acrid

e Mon

osac

acrid

e

LEGAME GLICOSIDICO

IDRATI DI CARBONIO: H e O STANNO TRA LORO NELLO STESSO RAPPORTOCON CUI STANNO NELL’H2O Cn(H2O)n es: C6H12O6 = C6(H2O)6

MONOSACCARIDI o ZUCCHERI SEMPLICIGLUCOSIO, GALATTOSIO, MANNOSIO, FRUTTOSIO, RIBOSIO, RIBULOSIO,

DESOSSIRIBOSIO, GLICERALDEIDE, DIIDROSSIACETONE

DISACCARIDIMALTOSIO (glucosio + glucosio); SACCAROSIO (glucosio + fruttosio)

LATTOSIO (glucosio + galattosio)OLIGOSACCARIDI

(da 3 a 10 monosaccaridi) POLISACCARIDI(tantissime unità di glucosio)

AMIDO - CELLULOSA - GLICOGENOCHITINA, GALATTOSAMMINA

LIPIDILIPIDIINSOLUBILITÀ IN ACQUA E AFFINITÀ PER I SOLVENTI APOLARI E

PER GLI ALTRI LIPIDI

SEMPLICITRIGLICERIDI (OLI e GRASSI)

CEREFUNZIONE RISERVA

ENERGETICA(Tessuto adiposo, semi)

FUNZIONE ISOLANTE

Aci

do g

rass

o

Aci

do g

rass

o

Aci

do g

rass

o

Glicerolo

FOSFOLIPIDI e SFINGOLIPIDIMEMBRANA PLASMATICA DELLE

CELLULE

Gru

ppo

fosf

oric

o Fortemente polare Affinità per l’H 2O

Aci

do g

rass

o

Aci

do g

rass

o

Glicerolo

Fortemente apolare Affinità per i lipidi

Molecola polare

STEROIDI

Fotopigmenti (piante o altri organismi fotosintetici, come le alghe)

Funzione: antiossidanti

Fotopigmenti (piante o altri organismi fotosintetici, come le alghe)

Funzione: antiossidanti

CAROTENOIDI

IODIO0.0004% del peso di un essere

umano.

Una carenza di iodio nella dieta umana influisce seriamente sulla

funzione della ghiandola tiroide, la quale produce ormoni che regolano

il metabolismo e la crescita.

BIOELEMENTI

Ferro

OLIGOELEMENTI o MICROELEMENTI

presenti in tracceB, Cr, Cu, F, Mn, I

ACQUA ESSENZIALE PER LA VITA(E’ IL COMPONENTE PIU’ ABBONDANTE

NELLE CELLULE)AMBIENTE EXTRACELLULARE

POLARITA’ : ottimo solvente per soluti ionici e polariCOESIONE e ADESIONE

Elevata tensione superficialeElevato punto di ebollizione

capillarità

ALTO CALORE SPECIFICO : quantità di calore che 1 gr di sostanza deve assorbire per aumentare la sua T di 1°C → mantenimento T costante negli organismi

ALTO CALORE DI EVAPORAZIONE : quantità di energia necessaria per convertire 1gr di liquido in vapore: durante l’evaporazione l’H2O porta con se una

grande quantità di calore → raffreddamento per evaporazione

PROPRIETA’ DELL’ACQUA

TENDENZA A DISSOCIARSI : per dare ioni idrogeno (protoni, H+)e ioni idrossido (OH-)