Funzioni di Trasformazione in Matematica

Biologia

• Biologia è la scienza che studia gli organismi viventi e i loro rapporti con l'ambiente circostante.
• Gli organismi viven presentano livelli di organizzazione crescente: cellula, tessuto, organo, apparato, organismo, popolazione, specie.
• Gli esseri viven sono capaci di: autoriprodursi, crescere e svilupparsi, trasformare energia (metabolismo), adattarsi all'ambiente.
• Gli adattamenti sono caratteristiche strutturali, fisiologiche o comportamentali che aumentano le probabilità di sopravvivenza e riproduzione.

Acqua

• L'acqua (H₂O) è essenziale per la vita.
• È una molecola polare con distribuzione non uniforme delle cariche elettriche.
• L'ossigeno è più elettronegativo dell'idrogeno, creando una parziale carica negativa sull'ossigeno e una parziale carica positiva sugli idrogeni.
• Questa polarità permette alla molecola di formare legami ad idrogeno con altre molecole polari o ioni.
• L'acqua ha un elevato punto di ebollizione e fusione, è un buon solvente e ha un elevato calore specifico.

Elementi e Composti

• Gli elementi sono sostanze formate da un solo tipo di atomo.
• I composti sono formati da più elementi combinati chimicamente.

Biomolecole

• Le biomolecole sono molecole organiche fondamentali per la struttura, il funzionamento e la regolazione dei sistemi biologici.
• Sono suddivise in quattro categorie principali: carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici.
• I carboidrati sono composti da carbonio, idrogeno e ossigeno, forniscono energia immediata e partecipano alla struttura cellulare.
• I lipidi sono molecole idrofobiche o anfipatiche, fondamentali per le membrane cellulari e il deposito di energia.
• Le proteine sono costituite da amminoacidi legati da legami peptidici, svolgono una vasta gamma di funzioni come catalisi di reazioni chimiche (enzimi), trasporto di molecole e contrazione muscolare.
• Gli acidi nucleici (DNA ed RNA) immagazzinano e trasmettono l'informazione genetica, sono coinvolti nella sintesi proteica e nella replicazione cellulare.

Macromolecole/Polimeri

• Le macromolecole sono molecole di grandi dimensioni.
• I polimeri sono una sottoclasse di macromolecole formate da una catena di monomeri.
• I polimeri possono essere naturali o sintetici, e le reazioni per legare i monomeri sono di condensazione, e l'opposto è l'idrolisi.
• I polisaccaridi sono carboidrati con numerosi monomeri (es. amido, glicogeno, cellulosa)
• I trigliceridi sono lipidi per il deposito di energia, formati da una molecola di glicerolo e 3 catene di acidi grassi.
• I fosfolipidi sono lipidi con una parte polare (idrofila) e una apolare(idrofobica) fondamentali nelle membrane cellulari.
• Le proteine sono formate da amminoacidi, e hanno diverse strutture: primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
• I legami peptidici legano gli amminoacidi tra loro.
• Le proteine si ripiegano in conformazioni spaziali uniche per la loro funzione.

Gli acidi nucleici (DNA e RNA)

• I nucleotidi sono i monomeri degli acidi nucleici, costituiti da una base azotata, uno zucchero pentoso (desossiribosio nel DNA e ribosio nell'RNA) e un gruppo fosfato.
• Gli acidi nucleici formano delle catene polinucleotidiche.
• La sequenza delle basi degli acidi nucleici determina l'informazione genetica.
• La struttura del DNA è una doppia elica antiparallela, tenute insieme da legami a idrogeno tra basi complementari (A-T, G-C).
• La struttura dell'RNA è un singolo filamento.
• Nel DNA A e T si legano con 2 legami idrogeno e G e C si legano con 3 legami idrogeno.
• Le regole di Chargaff indicano che la quantità di A è uguale a T e la quantità di G è uguale a C nel DNA.

DNA

• Il DNA è in grado di replicarsi tramite l'utilizzo di enzimi come la DNA polimerasi e altri enzimi.
• I telomeri sono sequenze ripetute alle estremità dei cromosomi.
• Il DNA è soggetto ad alterazioni che possono essere riparate da meccanismi precisi.

Maturazione dei filamenti di DNA

• Le nucleasi degrada gli inneschi di RNA.
• Le polimerasi riparativa sostituisce la parte di RNA con un frammento di DNA adiacente.
• La DNA ligasi unisce il frammento di Okazaki

Trascrizione (Trasferimento informazioni dal DNA all'RNA)

• Nella trascrizione, l'informazione genetica del DNA viene copiata in una molecola di RNA messaggero (mRNA).
• La trascrizione si compone di tre fasi principali: inizio, allungamento e terminazione.
• La RNA polimerasi è l'enzima che catalizza la sintesi dell'mRNA.
• L'mRNA viene prodotto a partire dal DNA stampo, con le stesse proporzioni di basi.
• Esistono 3 RNA polimerasi nei mammiferi.

Traduzione (Sintesi Proteica dall'RNA)

• Nella traduzione, l'informazione dell'mRNA viene utilizzata per assemblare una proteina.
• La traduzione avviene nei ribosomi nel citoplasma ed ha 3 fasi: inizio, allungamento e termine.
• Il tRNA trasporta gli aminoacidi al ribosoma in base al codice dell'mRNA.
• I codoni sono triplette di basi nel mRNA che specificano gli aminoacidi.
• Il codice genetico è degenerato, più di un codone può codificare per lo stesso aminoacido.
• Gli enzimi attivanti si occupano di "attaccare" l'aminoacido giusto al tRNA giusto.

Operoni

• Gli operoni sono gruppi di geni correlati nei batteri, sotto il controllo di un promotore condiviso.
• Gli operoni reprimibili (es. operone trp) sono attivati quando il substrato è presente, e viceversa con gli operoni inducibili (es. operone lac).

Cellula

• Le cellule sono le unità fondamentali della vita.
• Esistono cellule eucariotiche e procariotiche.
• Le cellule eucariotiche possiedono un nucleo e altri organelli, mentre le cellule procariotiche non lo fanno.
• Gli organelli svolgono funzioni specifiche all'interno della cellula.

ATP

• L'ATP è una molecola che trasporta energia nelle cellule.
• Viene sintetizzato tramite ossidazione di molecole organiche.
• La rottura di un legame fosfato nell'ATP rilascia energia.

Membrana

• Le membrane cellulari hanno una struttura a mosaico fluido.
• La membrana è formata da un doppio strato di fosfolipidi, proteine integrali e periferiche, e carboidrati.
• Le membrane regolano il passaggio di sostanze tra l'interno e l'esterno della cellula.
• La membrana ha funzioni diverse a seconda della cellula.

Mitosi e Meiosi

• La mitosi è la divisione cellulare che produce due cellule figlie identiche alla cellula madre, fondamentale per la crescita e la riparazione dei tessuti.
• La meiosi è il processo di divisione cellulare che produce cellule aploidi (con metà del numero di cromosomi), necessario per la riproduzione sessuata.
• La meiosi si compone di due divisioni cellulari (meiosi I e II) e porta alla formazione di quattro cellule figlie.

Crossing-Over

• Il crossing-over è uno scambio di materiale genetico tra cromatidi omologhi, che avviene durante la meiosi.
• Il crossing-over aumenta la variabilità genetica delle cellule figlie.

Genesi

• La genetica studia la trasmissione dei caratteri ereditari.

• I geni sono le unità funzionali dell'ereditarietà.

• Gli alleli sono forme alternative di uno stesso gene.

• I cromosomi sono strutture che contengono i geni.

• Le mutazioni sono cambiamenti permanenti nella sequenza del DNA, che possono causare cambiamenti nel fenotipo.

• Il genoma contiene l'insieme completo dei geni.

• I geni housekeeping (necessari a tutti i tipi di cellula) sono espressi in tutti i tessuti.

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