Lezione 1: Fondamenti di biologia, classificazione e ciclo cellulare

Fondamenti di Biologia

Esame a risposta multipla (16 domande) Biologia= studia la vita e le diverse forme viventi-> parliamo di un qualcosa di univoco, di dinamico, un qualcosa che si adatta all'ambiente esterno. Ritmi circadiani > sballare questi ritmi può produrre tantissime malattie Cellula > unità strutturale e funzionale di cui sono costituiti i viventi Capacità di un organismo vivente > la complessità di accrescersi, la capacità di auto-riprodursi, reagire agli stimoli esterni e la congruità con l'ambiente.

Classificazione Organismi Viventi

CLASSIFICAZIONE ORGANISMI VIVENTI-> 6 regni Specie > unità di base per la classificazione degli organismi viventi

Tassonomia e Gerarchia

TASSONOMIA > scienza che si occupa di ordinare e classificare tutti gli organismi viventi secondo una gerarchia. Questa organizzazione permette di comprendere meglio le relazioni evolutive tra le specie. Abbiamo:

Domini

• Archea: organismi unicellulari procarioti, spesso presenti in ambienti estremi (es. sorgenti termali, laghi salati).
• Batteri: organismi procarioti, la maggior parte dei quali vive in condizioni non estreme. Comprende i comuni batteri.
• Eukarya: organismi eucarioti, i cui nuclei cellulari contengono materiale genetico racchiuso in una membrana (es. animali, piante, funghi, protisti).

Regni

All'interno di ciascun dominio, gli organismi sono suddivisi in regni:

• Animali: organismi multicellulari eucarioti, eterotrofi, comprendono invertebrati e vertebrati.
• Piante: organismi eucarioti, autotrofi (capaci di fotosintesi), come alberi, fiori e piante acquatiche.
• Funghi: organismi eucarioti eterotrofi, tra cui lieviti, muffe e funghi macroscopici.
• Protisti: organismi principalmente unicellulari eucarioti, con caratteristiche eterogenee (es. alghe, protozoi).
• Archea e Batteri: organismi unicellulari procarioti.

Categorie Tassonomiche

Ogni regno è suddiviso in categorie sempre più specifiche:

• Phylum (o Divisione, per le piante)
• Classe
• Ordine
• Famiglia
• Genere
• Specie

Cellule e Macromolecole

Macromolecole che si associano-> formano le celluleLe cellule sono di grandezze differenti

Differenze Cellula Eucariote e Procariote

DIFFERENZE TRA LA CELLULA EUCARIOTE E PROCARIOTE:

Strutture Cellulari

Strutture presenti nelle cellule

NELLE CELLULE EUCARIOTE >l'informazione genetica fluisce dal DNA al RNA, MRNA alle PROTEINE

Basi Chimiche

Composizione del Corpo Umano

BASI CHIMICHE DA SAPERE Corpo umano > formato da: idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto (i principali) Corpo umano-> formato principalmente da ACQUA-> idrogeno e ossigeno (H, O, C, N) > ELEMENTI PRINCIPALI > formano le macromolecole più complesse che formano i lipidi, carboidrati ecc .. C-> carbonio-> si trova in mezzo e può andare sia a destra che a sinistra (DA ENERGIA) H-> idrogeno 0-> ossigeno N-> azotoAlle MACROMOLECOLE >mancano GLI OLIGOELEMENTI (necessari solo in alcuni organismi) che nel nostro caso sono: Fe, Ca, Mg > indispensabili per tutte le forme di vita (funzioni biologiche)

Struttura dell'Atomo

STRUTTURA DELL'ATOMO Atomo > piccola unita di materia che conserva le proprietà di un elemento

Legami Chimici

LEGAMI CHIMICI -> forze che tengono unite due o più atomi in una molecola o in una struttura solida. Se due molecole hanno la stessa forza-> condividono elettroni Se due molecole hanno forze diverse > cedono elettroni I legami chimici sono:

I principali:

• LEGAME COVALENTE= condividono elettroni (e-) Es: acqua c'è il legame covalente
• LEGAME IONICO= legame debole Es: Sale > si scioglie nell'acqua perché troverà l'ossigeno

Proprietà dell'Acqua

Proprietà dell'acqua MOLECOLE IDROFILICHE > ATTRATTE DALLE MOLECOLE POLARI DELL'ACQUA MOLECOLE IDROFOBICHE > ATTRATTE DALLE MOLECOLE POLARI IN ASSENZA DI ACQUA

Acidi e Basi

Sulla definizione di acidi e basi si sono sviluppate 3 teorie:

IN SINTESI Acidi->eccessiva presenza di H+ basici >eccessiva presenza di OH-

Scala del pH

PH -> scala numerica che misura l'acidità o la basicità di una soluzione acquosa > cambiandolo molti enzimi non funzionano. La scala del pH va da 0 a 14:

• pH = 7 indica una soluzione neutra (ad esempio, l'acqua pura).
• pH < 7 indica una soluzione acida (ad esempio, il succo di limone o l'acido cloridrico).
• pH > 7 indica una soluzione basica o alcalina (ad esempio, il bicarbonato di sodio o l'idrossido di sodio).

Un pH basso (ad esempio, 2) corrisponde a una concentrazione elevata di ioni H+ e a una soluzione fortemente acida. Un pH alto (ad esempio, 12) indica una concentrazione bassa di ioni H+ e una soluzione fortemente basica.

Fasi dell'Acqua

FASI DELL'ACQUA >Solido, Liquido, Gassoso Quando L'ACQUA si congela > aumenta l'ENTROPIA > energia libera di Ghibs

Composti Organici del Carbonio

Carboidrati e Zuccheri

COMPOSTI ORGANICI DEL CARBONIO CARBOIDRATI/ZUCCHERI > entra ed esce ACQUA, abbondanti nei tessuti animali e nella crosta terrestre. Si dividono in:

• MONOSACCARIDI da 3 a 7 atomi di carbonio, solubili in acqua PRINCIPALE è IL GLUCOSIO (NELLA FORMA D) LEGAME alfa 1,4 -> 6 ATOMI DI CARBONIO > C6H1206.
• OLIGOSACCARIDI 2-10 unità di monosaccaridi uniti da legami glicosidici PRINCIPALE è IL SACCAROSIO > GLUCOSIO E FRUTTOSIO
• POLISACCARIDI (ACIDI IALURONICO E CELLULOSA) -> LEGAME beta 1,4 > non possiamo digerirlo) e possono essere: RISERVA o SOSTEGNO Decine o centinaia di unità monosaccaride unite tra loro da legami glicosidici PRINCIPALE è IL GLICOGENO

Abbiamo:-

• Polisaccaridi di sostegno: poco solubili in acqua, che svolgono la funzione di sostenere o irrigidire strutture extracellulari.
• Polisaccaridi di riserva: immagazzinano grosse quantità di monosaccaridi.

Lipidi

LIPIDI > possono essere solubili e insolubili in ACQUA o in solventi apolari. Diversi tipi:

• LIPIDI DI DEPOSITO > fungono da deposito di scheletri carboniosi e di energia per le cellule
• LIPIDI STRUTTURALI > entrano nelle membrane biologiche. Possono essere: > semplici, complessi steroidi In quelli SEMPLICI troviamo -> TRIGLICERIDI, GLICEROLO. Costituiti da acidi grassi combinati sotto forma i esteri con alcol In quelli COMPLESSI troviamo -> GLICEROFOSFATIDI/FOSFOGLICERIDI e SFINGOLIPIDI. Costituiti oltre che da acidi grassi ed alcol, anche da componenti con caratteristiche polari che danno alle molecole proprietà anfipatiche. Negli STEROIDI > importante per la fluidità della membrana. Troviamo > COLESTEROLO Composti i cui lo scheletro carbonioso è rappresentato da una catena formata da 4 anelli condensati saturi.
• LIPIDI REGOLATORI > sono per esempio gli ormoni sessuali. Possono anche essere: SATURI/INSATURI-> si riferiscono al tipo di legami chimici presenti nelle molecole Saturi-> legami semplici (es: GRASSI) Insaturi >legami doppi e tripli (fanno bene) (es: OLI)

Tutto quello che è disordinato fa bene. (STRUTTURA)

Proteine

PROTEINE > le più importanti-> coinvolte nella maggior parte delle attività cellulari Costituite da 22 AMMINOACIDI. Ogni AMMINOACIDO ha:

• Amminico
• Carbossilico
• Atomo di idrogeno
• R, REGIONE VARIABILE che determina le proprietà specifiche di ciascuno dei 22 diversi amminoacidi.

Gli amminoacidi possono essere:

• Amminoacidi POLARI -> C'è L'OSSIGENO (interagisce con acqua)
• Amminoacidi APOLARI -> NO C'è MAI L'OSSIGENO (non interagisce con acqua)
• Amminoacidi IONIZZABILI -> possono essere ACIDI E BASICI ACIDI-> gruppo CARBOSSILICO ( -COOH) BASICI > gruppo AMMINICO (-NH2)

LEGAME PEPTIDICO -> TRA AMMINOACIDI

Strutture delle Proteine

STRUTTURE PROTEINE > fa fare PROTEINE FIBROSE -> ES (cheratina, collagene ecc .. )Possono essere:

• PRIMARIA
• SECONDARIA
• TERZIARIA
• QUATERNARIA

Acidi Nucleici

ACIDI NUCLEICI > polinucleotidi Due tipi:

• Acido ribonucleico (RNA) >Permette l'espressione dell'informazione genetica
• Acido desossiribonucleico (DNA)-> Permette il deposito dell'informazione genetica

I nucleotidi sono formati da 3 elementi:

• ZUCCHERO -> A 5 ATOMI DI CARBONIO
• BASE AZOTATA -> e sono PURINE (2 anelli, 9 atomi) e PIRIMIDINE (singolo anello, 6 atomi)
• Residuo di ACIDO FOSFORICO (GRUPPO FOSFATO)

I nucleotidi si possono unire tramite un LEGAME FOSFODIESTERICO > che si forma tra un fosfato di un nucleotide e lo zucchero del nucleotide seguente Polarità del filamento 5' (P) > 3' (OH) I nucleosidi sono formati da 2 elementi:

• ZUCCHERO
• BASE AZOTATA

Il DNA è un filamento formato da 2 polinucleotidi avvolti uno sull'altro in senso destrorso, dando una doppia elica. È presente il DEOSSIRIBOSIO ed è presente la TIMINA. Le basi rivolte verso l'interno si appaiano in modo specifico mediante legami H. LEGAME tra una Purina (A o G) e una Pirimidina ( T o C) . Nel DNA si rovano i GENI > piccoli tratti con tante istruzioni per la sintesi di un polipeptide.