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Questions and Answers
Qual è il primo stadio nello sviluppo embrionale dopo la fecondazione?
Qual è il primo stadio nello sviluppo embrionale dopo la fecondazione?
Cosa determina lo sviluppo delle parti anteriori e posteriori dell'embrione?
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Quali sono i tre foglietti cellulari formati durante lo sviluppo embrionale?
Quali sono i tre foglietti cellulari formati durante lo sviluppo embrionale?
Cosa succede quando un gene recessivo è combinato con un gene dominante?
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Durante quale fase si forma la cavità interna nota come blastocele?
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Quale termine si riferisce al processo attraverso cui le cellule migrano all'interno della gastrula?
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Quali strutture si sviluppano dall'ectoderma?
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Qual è la funzione principale della segmentazione nell'embrione?
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Quale affermazione descrive meglio il risultato degli esperimenti di Griffith sulla trasformazione batterica?
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Cosa utilizzò Griffith per dimostrare la trasformazione batterica?
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Quale elemento radioattivo usò l'esperimento sui batteriofagi per marcare le proteine?
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Qual è l'implicazione principale degli esperimenti sui batteriofagi riguardo il materiale genetico?
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Quale delle seguenti affermazioni è falsa riguardo alla trasformazione batterica?
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Cosa accadeva ai batteri quando il DNA del batteriofago veniva inserito in essi?
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Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo al DNA in generale?
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Quale metodo fu utilizzato nel processo di separazione delle capsule nei batteriofagi?
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Qual è la direzione di sintesi dell'RNA polimerasi durante la trascrizione?
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Cosa rimuove il processo di splicing dal pre-RNA?
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Quale funzione ha il centromero nel cromosoma?
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Qual è la funzione primaria del tRNA?
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Qual è il primo codone che si attacca durante la traduzione?
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Cosa sono i telomeri e quale è il loro ruolo?
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Come è composto uno ribosoma?
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Quando avviene la differenziazione cellulare durante l'embriogenesi?
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Cosa caratterizza l'espressione dei geni negli eucarioti?
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Qual è il numero approssimativo di geni presenti nel patrimonio genetico umano?
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Quale molecola si unisce alla molecola più piccola del ribosoma durante la traduzione?
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Quale delle seguenti affermazioni sui geni è falsa?
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Cosa avviene durante lo sviluppo embrionale riguardo alla differenziazione cellulare?
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Qual è la differenza tra mRNA e DNA?
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Cosa determina l'inizio della trascrizione della molecola di DNA in RNA?
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Come viene interpretato un aminoacido durante la sintesi proteica?
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Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il ruolo dei fattori di trascrizione?
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Cosa caratterizza lo zipper di leucina?
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Qual è il principale ruolo dei cofattori ormonali nei fattori di trascrizione?
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Che cosa sono gli HOMEBOX?
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Quale affermazione è vera riguardo alla fecondazione?
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Quale sequenza di aminoacidi è tipica del finger di zinco?
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Cosa accade allo zigote dopo la fecondazione?
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Qual è la funzione principale della membrana dell'uovo durante la fecondazione?
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Study Notes
Fecondazione e Segmentazione
- La fecondazione fornisce i cromosomi allo zigote, stimola l'uovo a sintetizzare proteine e induce l'inizio della segmentazione.
- La segmentazione inizia con la divisione dello zigote in due cellule e continua fino alla formazione della morula.
- La blastula si forma quando una cavità vuota si crea al centro dell'embrione.
- Negli stadi embrionali iniziali, la differenziazione è controllata da molecole situate in diverse parti del citoplasma dell'uovo.
- Durante la divisione dello zigote, le cellule in divisione ricevono quantità diverse di citoplasma, che determina il loro destino.
- Le proteine dei geni dello zigote formano gradienti di concentrazione nel citoplasma, influenzando lo sviluppo delle parti anteriore e posteriore dell'embrione.
Corredo Cromosomico e Stadi Embrionali
- Il corredo cromosomico è composto da metà paterna + metà materna, con interazioni possibili tra geni dominanti e recessivi.
- La segmentazione, che avviene in direzione radiale, porta attraverso diversi stadi: morula (stadio iniziale con cellule che si sono duplicate), blastula (con una cavità interna chiamata blastocele) e gastrula (con una nuova cavità chiamata gastrocele, da cui si svilupperà l'intestino).
- Durante la gastrulazione, le cellule si muovono dall'esterno attraverso un'apertura chiamata blastoporo, entrando nella gastrula.
Foglietti Embrionali
- La gastrulazione porta alla formazione di tre foglietti cellulari:
- Ectoderma: Si differenzia in neuroectoderma, dando origine al sistema nervoso e alla cute.
- Mesoderma: Dà origine alle ossa, ai muscoli e ad altri tessuti.
- Endoderma: Dà origine all'intestino e alle ghiandole.
Esperimenti di Griffith sulla Trasformazione Batterica
- Gli esperimenti di Griffith dimostrarono che qualcosa presente nei batteri uccisi termicamente trasforma i batteri non virulenti in cellule virulenti.
- Vennero utilizzati due ceppi batterici: uno virulento con una capsula di protezione, e uno non virulento privo di capsula.
- I topi morirono quando i batteri virulenti uccisi termicamente venivano iniettati insieme a batteri non virulenti vivi, suggerendo che l'informazione genetica dei batteri virulenti morti era stata trasferita nei batteri non virulenti vivi.
- Questo trasferimento di informazioni è chiamato trasformazione batterica.
La Prova che il DNA è il Materiale Genetico dei Batteriofagi
- I batteriofagi sono virus che infettano i batteri.
- In un esperimento, i batteriofagi vennero marcati con elementi radioattivi (zolfo 35 e fosforo 32) e quindi introdotti in una beuta, vennero centrifugati per separare le capsule dei virus.
- Il DNA marcato con fosforo 32 fu trovato all'interno dei batteri, mentre le proteine marcate con zolfo 35 rimasero nel liquido sovrastante.
- Questo dimostrò che il DNA, e non le proteine, è il materiale ereditario del fago.
DNA: Struttura e Funzione
- Il DNA è l'elemento essenziale della vita ed è una molecola universale.
- Regioni speciali del cromosoma:
- Centromero: Permette la separazione dei cromatidi fratelli durante la divisione cellulare.
- Telomero: Protegge le estremità del cromosoma dall'attacco di enzimi.
- Centromeri e telomeri sono costituiti da brevi sequenze di DNA ripetute centinaia di volte.
Geni
- Il genoma umano contiene circa 100.000 geni.
- Ogni gene ha 5 regioni regolatrici che controllano la sua attività, accendendola o spegnendola.
- Tutte le cellule hanno lo stesso patrimonio genetico, ma la specializzazione cellulare dipende dall'attivazione o disattivazione di specifici geni.
- Geni strutturali: Codificano per proteine.
- Geni per le sequenze nucleotidiche degli RNA transfer-ribosomiali.
- Geni regolatori: Regolano l'attività di altri geni nelle regioni adiacenti del cromosoma.
- Le sequenze ripetute introniche non trascrivono per proteine.
Trascrizione
- La trascrizione è il processo di copia del DNA in RNA messaggero (mRNA).
- Il linguaggio della trascrizione è basato su triplette (64 codoni), ciascuna delle quali identifica un aminoacido.
- Un aminoacido può essere codificato da più triplette.
- La lettura dei geni avviene tramite una molecola di mRNA che si copia complementandosi con il DNA.
- L'mRNA si differenzia dal DNA per la presenza di ribosio e uracile.
- Il processo di trascrizione inizia con l'azione dell'enzima RNA polimerasi su un promotore.
- L'RNA polimerasi si muove lungo il DNA in direzione 3' a 5', assemblando l'RNA in direzione 5' a 3'.
- La trascrizione termina quando l'RNA polimerasi incontra un segnale di stop sul DNA.
- Tutti i tipi di RNA sono sintetizzati nel nucleo, ma molti necessitano di un'elaborazione ulteriore da parte degli spliceosomi.
- Il pre-RNA trasporta l'informazione, ma non è depurato e deve essere maturato per diventare mRNA.
- La maturazione del pre-RNA è chiamata splicing, che rimuove gli introni (pezzi non codificati) dagli esoni (pezzi codificati).
- Lo spliceosoma è composto da piccoli RNA nucleari (snRNA) e proteine.
tRNA e Aminoacilsintetasi
- Il tRNA trasporta un particolare aminoacido e lo posiziona nella giusta posizione sul ribosoma grazie al riconoscimento di un codone specifico.
- Ogni aminoacido è trasportato da un tRNA specifico.
- L'attaccamento dell'aminoacido al tRNA è dovuto all'azione dell'aminoacilsintetasi.
Ribosomi
- I ribosomi sono costituiti da due subunità: una più piccola e una più grande.
- I ribosomi hanno due siti di legame: uno per l'aminoacido e uno per la crescita del polipeptide.
- L'mRNA si lega alla subunità minore del ribosoma.
- Il primo codone che si lega è quello della metionina (AUG).
- Il tRNA trasporta il secondo aminoacido, che si lega al codone dell'mRNA.
- Il processo continua con l'aggiunta di aminoacidi successivi, portando alla formazione del polipeptide.
Espressione Genetica e Differenziazione Cellulare
- Solo alcuni geni sono espressi in un dato momento.
- Durante lo sviluppo embrionale, cellule geneticamente identiche si differenziano a causa dell'attivazione e disattivazione di geni differenti.
- La differenziazione porta alla specializzazione cellulare.
Controllo dei Geni negli Eucarioti
- L'espressione genica negli eucarioti è controllata da un numero limitato di regolatori.
- La trascrizione genica è attivata da fattori e cofattori.
Siti di Trascrizione
- L'RNA polimerasi e altre proteine si legano al promotore.
- L'RNA polimerasi si muove lungo il DNA fino a incontrare un segnale di stop.
Fattori di Trascrizione
- I fattori di trascrizione hanno tre parti:
- Interagiscono con il complesso RNA polimerasi.
- Si legano a uno o più cofattori.
- Hanno un sito di legame per il DNA.
- La sequenza di aminoacidi che permette ai fattori di trascrizione di dimerizzare è lo zipper di leucina e il finger di zinco.
- Zipper di leucina: Una molecola proteica che si lega ad un'altra identica tramite leucine, formando un dimero.
- Finger di zinco: Sequenze di aminoacidi contenenti cisteina e istilina, che si piegano e si legano al DNA.
Cofanori
- Gli ormoni steroidei come gli estrogeni e il progesterone si legano ai recettori ormonali nel nucleo e quindi al DNA.
- Questo permette la dimerizzazione, il processo di unione di due molecole identiche.
Homeobox
- Gli homeobox sono geni che codificano fattori di trascrizione che regolano lo sviluppo embrionale, determinando la formazione dei tessuti e degli organi.
- L'homeobox è una sequenza di DNA che si trova nei geni di molte specie diverse, ed è responsabile della regolazione dell'espressione genica.
- Questo processo è fondamentale per la formazione di un organismo ben definito, in cui ogni parte è correttamente posizionata e formata.
Fecondazione e Sviluppo Embrionale
- Lo sviluppo inizia dopo la riproduzione sessuale, con la formazione dello zigote.
- Lo spermio penetra nell'uovo ed è immobilizzato dalle proteine dell'uovo.
- Gli enzimi dello spermio digeriscono il rivestimento esterno dell'uovo, permettendo alla testa dello spermio di entrare.
- La membrana dell'uovo ingloba la testa dello spermio.
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