Corso di Biologia Generale e Genetica

Origine della vita sulla Terra

• La vita sulla Terra è nata da un'accumulazione spontanea di piccole molecole organiche nei brodi primordiali.
• L'interazione tra monomeri, forse catalizzata da argille, ha portato alla formazione di polimeri.
• Tra le molecole cruciali per la vita:
  • DNA: depositario dell'informazione genetica
  • RNA: trasporta l'informazione genetica e agisce come enzima (riboenzima)
  • Proteine: svolgono funzioni strutturali e enzimatiche
• L'RNA si ritiene sia stato la prima molecola a formarsi, presentando capacità sia di trasporto che di catalisi.
• L'evoluzione dell'RNA ha portato alla capacità di auto-replicarsi, successivamente si sono evolute molecole con capacità enzimatiche specifiche, le proteine.
• Le proteine hanno permesso di creare strutture più complesse, facilitando l'evoluzione del DNA.

Protocellule e l'origine dei procarioti

• I fosfolipidi nel brodo primordiale si sono autoassemblati in micelle, strutture simili a protocellule.
• Queste protocellule racchiudevano macromolecole fondamentali (RNA, DNA, proteine).
• La protocellula offriva un vantaggio evolutivo: era più efficiente nella riproduzione rispetto a molecole isolate.
• La divisione delle protocellule ha portato alla nascita degli organismi procarioti circa 3,5 miliardi di anni fa.

La teoria simbiotica e l'origine degli eucarioti

• Un'ulteriore fase evolutiva è stata l'emergere del metabolismo fotosintetico in alcuni procarioti.
• La fotosintesi ha prodotto ossigeno nell'ambiente.
• L'ossigeno ha favorito l'evoluzione del metabolismo aerobico in alcuni procarioti.
• La teoria simbiotica propone che una protocellula anaerobia abbia fagocitato un procariote aerobico, mantenendolo vivo al suo interno.
• Il procariote aerobico è diventato il mitocondrio, organello fondamentale per la respirazione cellulare.
• La simbiosi ha dato origine agli eucarioti, cellule più complesse con compartimentazione interna (nucleo, apparato di Golgi, reticolo endoplasmatico…).
• Gli eucarioti si sono evoluti circa 2 miliardi di anni fa.

Gli organismi pluricellulari

• Alcuni eucarioti hanno sviluppato la capacità di rimanere insieme, creando organismi pluricellulari.
• La differenziazione cellulare ha permesso una maggiore efficienza negli organismi pluricellulari.

L'ossigeno e l'ozono

• L'ossigeno prodotto dai primi procarioti ha modificato l'atmosfera terrestre.
• L'ozono, prodotto dall'ossigeno, ha protetto le terre emerse dai raggi UV, consentendo la colonizzazione di nuovi ambienti.

Classificazione degli esseri viventi

• LUCA (Last Universal Common Ancestor) rappresenta la protocellula da cui derivano tutti gli organismi viventi.
• Gli esseri viventi sono classificati in tre grandi domini:
  • Batteri
  • Archea
  • Eucarioti
• I microscopi sono strumenti essenziali per l'osservazione e lo studio degli esseri viventi.
• I microscopi ottici utilizzano la luce per ingrandire oggetti, mentre i microscopi elettronici usano fasci di elettroni.

Teoria cellulare

• Robert Hooke ha osservato per primo le cellule vegetali, chiamandole "cellette".
• La teoria cellulare afferma che:
  • La cellula è l'unità morfologica degli esseri viventi
  • La cellula è l'unità funzionale degli esseri viventi
• "Omnis cellula e cellula" à tutte le cellule da una prima cellula
• "Where a cell arises there a cell must previously have existed" à Dove una cellula si genera, lì una cellula deve essere esistita
• La teoria cellulare evidenzia l'importanza dei processi di divisione cellulare (mitosi e meiosi).

Confronto tra procarioti ed eucarioti

• I procarioti sono organismi semplici, monocellulari con membrana plasmatica e nucleoide.
• Gli eucarioti sono organismi più complessi, con nucleo, compartimentazione interna e organelli specializzati come mitocondri.