Introduzione alla Biologia Applicata

Introduzione alla Biologia Applicata

• La materia vivente è costituita da macromolecole (proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici)
• Le reazioni chimiche avvengono in condizioni biologiche specifiche (es. pH, temperatura)
• Monomeri: unità strutturali di base per la formazione di polimeri.
• I polimeri si formano tramite reazioni di condensazione, dove le unità monomeriche vengono unite eliminando una molecola di acqua.
• L'idrolisi è il processo di scissione dei polimeri in monomeri.
• L'idrolisi richiede l'aggiunta di una molecola d'acqua.

Proteine

• Le proteine sono polimeri di amminoacidi.
• Sono composte di 20 diversi tipi di amminoacidi.
• La struttura tridimensionale delle proteine è determinata dalla sequenza degli amminoacidi.
• Le proteine hanno una vasta gamma di funzioni, tra cui attività catalitica, strutturale, di trasporto e di regolazione.

Amminoacidi

• Sono i monomeri delle proteine.
• Ogni amminoacido contiene un gruppo amminico (-NH2), un gruppo carbossilico (-COOH) e una catena laterale (R) diversa per ogni amminoacido.

Carboidrati

• I carboidrati sono molecole organiche formate da carbonio, idrogeno e ossigeno.
• Monosaccaridi: zuccheri semplici (es. glucosio).
• Disaccaridi: due monosaccaridi uniti (es saccarosio).
• Oligosaccaridi: pochi monosaccaridi uniti.
• Polisaccaridi: molti monosaccaridi uniti (es. amido, glicogeno, cellulosa).

Lipidi

• I lipidi sono un gruppo eterogeneo di molecole idrofobiche.
• Sono costituiti principalmente da atomi di carbonio e idrogeno.
• I lipidi svolgono diverse funzioni, tra cui il deposito di energia, la struttura delle membrane cellulari e la formazione di ormoni.
• Trigliceridi: molecole di glicerolo con tre acidi grassi attaccati che immagazzinano energia.
• Fosfolipidi: una componente essenziale delle membrane cellulari; molecole anfipatiche con una testa polare e due code apolari.

Acidi Nucleici

• Gli acidi nucleici sono polimeri di nucleotidi.
• Sono utilizzati per immagazzinare, trasportare e tradurre le informazioni genetiche.
• DNA: acido desossiribonucleico che codifica le informazioni genetiche.
• RNA: acido ribonucleico coinvolto nella sintesi proteica e altri processi cellulari.
• Nucleotidi: composti da una base azotata, uno zucchero pentoso e uno o più gruppi fosfato.

La Cellula

• Le cellule sono le unità fondamentali di tutti gli organismi viventi.
• Possono avere una struttura semplice (procariote) o complessa (eucariote).
• Le cellule eucariote sono definite dall'esistenza di organelli delimitati da membrane.
• Le cellule procariote non hanno organelli delimitati da membrana.

Membrane Cellulari

• Sono costituite da un doppio strato fosfolipidico, con proteine immerse in esso e altre legate ai lipidi.
• Le membrane sono semipermeabili, regolando il passaggio di sostanze in entrata e in uscita.
• Le proteine di membrana svolgono svariati compiti (trasporto, riconoscimento, enzimi).

Trasporti attraverso la Membrana

• Le sostanze si spostano tra compartimenti cellulari attraverso meccanismi di trasporto passivo e attivo.
• Trasporto passivo: il trasporto delle sostanze avviene lungo il gradiente di concentrazione.
• Trasporto attivo: il trasporto delle sostanze avviene contro il gradiente di concentrazione.
• Diffusione semplice: piccole molecole possono attraversare il doppio strato fosfolipidico.
• Diffusione facilitata: proteine di trasporto aiutano le molecole più grandi ad attraversare la membrana.
• Osmosi: diffusione dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile.

Sistemi Cellulari

• Le cellule lavorano insieme in modo coordinato per formare tessuti, organi e sistemi più complessi.
• Organelli cellulari: strutture specializzate all'interno della cellula (es. mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi) con diverse funzionalità.
• Molti processi cellulari, come la replicazione e la trascrizione del DNA, la traduzione e la traduzione delle proteine, sono essenziali per la funzione dei sistemi cellulari.

La Comunicazione Cellulare

• Tra le cellule eucariotiche avviene un'intensa comunicazione, essenziale per la vita multicellulare.
• I segnali trasmessi possono essere di tipo elettrico o chimico.
• Le sinapsi svolgono un importante ruolo nella comunicazione tra le cellule.

Trasduzione del Segnale

• Trasduzione del segnale: cascate di reazioni chimiche tramite le quali una cellula elabora un segnale esterno e dà una risposta.
• Recettori di membrana: proteine di membrana che percepiscono un segnale esterno e lo trasmettono all'interno della cellula.
• Recettori intracellulari: proteine che si trovano dentro la cellula e vengono attivate da segnali che attraversano la membrana.
• La risposta alla trasduzione del segnale può essere rapida o lenta.

Divisione Cellulare

• Le cellule si dividono per permettere la crescita e la riproduzione degli organismi.
• MITOSI: divisione cellulare in cellule somatiche, necessarie alla crescita.
• MEIOSI: divisione cellulare in cellula germinative, necessarie alla riproduzione (nelle cellule sessuali).

Il Sistema Nervoso

• Il sistema nervoso coordina l'attività del corpo attraverso la comunicazione tra le diverse parti.
• Neuroni: cellule specializzate per la trasmissione degli impulsi nervosi.
• Cellule gliali: cellule di supporto che aiutano i neuroni.
• Sinapsi: giunzioni cellulari che consentono la trasmissione degli impulsi nervosi.
• Vie: vie neuronali che collegano diversi nuclei o centri neurali.

Questa quiz esplora i principi fondamentali della biologia applicata, con particolare attenzione alla struttura e funzione delle macromolecole come proteine e acidi nucleici. Analizzeremo le reazioni chimiche specifiche che avvengono in condizioni biologiche e il significato dei monomeri e polimeri nella formazione di queste molecole vitali.