Batteri e Ciclo Cellulare

I batteri sono organismi unicellulari privi di compartimentazione, con un'area nucleare (nucleoide) e un citoplasma denso contenente ribosomi, granuli di glicogeno e lipidi. Hanno enzimi per il metabolismo, la respirazione e la fotosintesi. Possono essere associati alla membrana plasmatica o alle sue introflessioni.

I batteri sono i primi organismi apparsi sulla Terra, suddivisi in due regni: batteri e archeobatteri.

I batteri si muovono grazie ai flagelli, strutture formate da un corpo basale, un uncino e un filamento. Il movimento è reso possibile dall'ATP.

I batteri si riproducono principalmente per scissione binaria, un processo veloce e semplice. Possono anche riprodursi per gemmazione (protuberanza esterna) o frammentazione (altra cellula all'interno che poi si scinde).

I batteri possiedono una parete cellulare composta da peptidoglicani (zuccheri legati a polipeptidi), che fornisce protezione e struttura.

Plasmidi sono piccole molecole di DNA extracromosomico che si replicano autonomamente all'interno del citoplasma dei batteri. Possono conferire vantaggi selettivi, come la resistenza agli antibiotici, e contribuiscono alla variabilità genetica.

I batteri autotrofi utilizzano composti inorganici, come il carbonio, per produrre molecole organiche. I batteri eterotrofi, invece, ottengono atomi di carbonio da composti organici di altri organismi.

I chemiotrofi ottengono energia da composti chimici, mentre i fototrofi ottengono energia dalla luce. Questi sono due modi in cui i batteri autotrofi possono catturare energia.

Batteri che richiedono elevate concentrazioni di sale per vivere, come quelli trovati nel Mar Morto. Sono aerobi, ma possono anche usare una forma del ciclo di Calvin per produrre energia tramite pigmenti porpora.

Relazione tra due organismi in cui entrambi traggono beneficio.

Relazione in cui un organismo trae beneficio, mentre l'altro non viene né aiutato né danneggiato.

Relazione in cui un organismo (parassita) vive a spese di un altro organismo (ospite), traendo vantaggio e danneggiando l'ospite.

Batteri che causano malattie.

Sostanza tossica rilasciata da un batterio mentre è ancora vivo o quando viene distrutto. Solo la presenza della tossina è dannosa, non la presenza del batterio.

Sostanza tossica rilasciata da un batterio solo dopo la sua morte. Viene rilasciata nel corpo e può causare danni.

L'insieme di tutti i batteri che risiedono nel corpo umano. Un'alterazione del microbiota umano può essere associata a malattie.

Il nucleo è l'organello cellulare che contiene il DNA, sede della duplicazione del DNA e della trascrizione, ovvero il processo di creazione di RNA a partire dal DNA.

Il nucleolo è una struttura all'interno del nucleo, responsabile dell'assemblaggio dei ribosomi, gli organelli cellulari responsabili della sintesi proteica.

L'involucro nucleare è una doppia membrana che separa il nucleo dal citoplasma. I pori nucleari sono canali che permettono il passaggio di molecole tra nucleo e citoplasma, regolando il trasporto di grandi dimensioni.

La lamina nucleare è una rete di filamenti proteici che rivestono internamente l'involucro nucleare, fornendo supporto alla membrana nucleare e organizzando il contenuto nucleare. Mutazioni di queste proteine possono causare patologie come distrofie muscolari e invecchiamento precoce.

I cromosomi sono strutture formate da cromatina, ovvero DNA associato a proteine. Durante la divisione cellulare, il DNA si condensa in cromosomi visibili al microscopio. Ogni cromosoma contiene due copie identiche di DNA chiamate cromatidi fratelli, tenute insieme dal centromero.

Gli istoni sono proteine ​​cariche positivamente che si legano al DNA carico negativamente, formando i nucleosomi. Il nucleosoma è la struttura fondamentale della cromatina, dove il DNA è avvolto attorno a un nucleo di otto istoni.

L'eucromatina è la forma di cromatina meno compatta che è attiva nella trascrizione, ovvero il processo di creazione di RNA a partire dal DNA. L'eterocromatina, invece, è la forma più compatta e meno attiva nella trascrizione.

Il ciclo cellulare è un processo ordinato che porta alla divisione cellulare, comprendendo crescita cellulare, replicazione del DNA, distribuzione dei cromosomi alle cellule figlie e divisione cellulare. La regolazione del ciclo cellulare è fondamentale per evitare errori come la proliferazione incontrollata delle cellule cancerose.

Il passaggio dalla fase G1 alla fase S del ciclo cellulare è controllato da fattori di regolazione, tra cui la proteina RB, che controlla l'espressione dei geni necessari per superare il punto di restrizione.

Le cellule perenni, come i neuroni, non si dividono più una volta differenziate. Le cellule stabili, come gli epatociti, non si dividono normalmente ma possono riprendere il ciclo cellulare in caso di necessità. Le cellule staminali si dividono continuamente.

I fattori di crescita sono sostanze che stimolano la divisione cellulare. Possono essere di origine diversa, come le piastrine (riparazione delle ferite), l'eritropoietina (produzione di globuli rossi) e gli ormoni.

L'apoptosi è un processo di morte cellulare programmata che elimina cellule non necessarie, danneggiate o pericolose in modo controllato, senza causare infiammazioni.

L'interfase è un periodo di crescita cellulare e preparazione alla divisione nucleare. È divisa in tre fasi: G1, S e G2.

La fase G1 è caratterizzata da crescita cellulare e metabolismo normale. Verso la fine, aumenta l'attività enzimatica e proteica per la sintesi del DNA.

Nella fase S del ciclo cellulare avviene la replicazione del DNA e la sintesi degli istoni per duplicare i cromosomi.

La fase G2 è caratterizzata da un aumento della sintesi proteica per preparare la cellula alla divisione.

Il processo di copia del DNA, che avviene in modo bidirezionale, formando una "bolla di duplicazione" con due forcelle di duplicazione.

Un frammento di DNA sintetizzato in modo discontinuo sull'altro filamento di DNA, a partire dall'estremità 5', durante la replicazione.

L'enzima che unisce i frammenti di Okazaki durante la replicazione del DNA, creando una molecola di DNA completa.

L'enzima che catalizza l'aggiunta di nucleotidi a un filamento di DNA durante la replicazione, ma solo dall'estremità 3'.

La trascrizione è il processo di copia del DNA in RNA, un processo fondamentale per la sintesi proteica. Ogni sequenza di 3 basi consecutivi nel RNA messaggero (mRNA) codifica per un aminoacido, chiamato codone.

L'RNA che trasporta un aminoacido specifico al ribosoma durante la sintesi proteica. Ha un anticodone che si lega al codone corrispondente sull'mRNA.

Un gruppo di 3 basi consecutive sul mRNA che specifica per un determinato aminoacido.

L'insieme di tutti i codoni che codificano per gli aminoacidi e per l'inizio e la fine della sintesi proteica. Ogni codone corrisponde a un aminoacido specifico.

Durante la metafase I della meiosi, le tetradi (coppie di cromosomi omologhi) si dispongono sulla piastra metafasica, con i cromosomi materni e paterni orientati verso poli opposti della cellula. Questo processo è fondamentale per la segregazione indipendente dei cromosomi omologhi durante la meiosi.

Nell'anafase I della meiosi, le coppie di cromosomi omologhi si separano e migrano verso i poli opposti della cellula. Ogni cromosoma omologo, ora composto da due cromatidi fratelli, si dirige verso un polo diverso, preparando il terreno per la formazione di due cellule figlie con metà del numero di cromosomi della cellula madre.

La telofase I della meiosi è caratterizzata dal decondensamento dei cromosomi e dall'inizio della citocinesi, ovvero la divisione del citoplasma. Due cellule figlie aploidi vengono generate, ciascuna con un set completo di cromosomi, ma solo uno di ogni coppia omologa.

La non disgiunzione è un evento anomalo che si verifica durante la meiosi, in cui i cromosomi omologhi non si separano correttamente. Questo processo può portare alla formazione di gameti con un numero anomalo di cromosomi, che possono causare malattie genetiche come la sindrome di Down.

La spermatogenesi è il processo di formazione degli spermatozoi nei testicoli. Questo processo continuo produce quattro spermatozoi funzionali da ogni spermatogonio.

L'ovogenesi è il processo di formazione degli ovociti nelle ovaie. Questo processo inizia durante la vita fetale e può continuare fino alla menopausa. Ogni ovocita primario completa la prima divisione meiotica solo durante la pubertà, e solo se fecondato completa la meiosi e diventa una cellula uovo aploide.