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Questions and Answers
Quale processo chimico è l'opposto della condensazione?
Quale processo chimico è l'opposto della condensazione?
- Ossidazione
- Polimerizzazione
- Idrolisi (correct)
- Idratazione
Perché il carbonio è fondamentale per la chimica della vita?
Perché il carbonio è fondamentale per la chimica della vita?
- Ha la capacità unica di formare legami singoli, doppi e tripli, creando diverse conformazioni. (correct)
- Può formare legami ionici molto forti.
- È l'elemento più abbondante nell'universo.
- È un gas nobile e quindi molto stabile.
Quale caratteristica rende il legame carbonio-carbonio (C-C) particolarmente importante nei sistemi biologici?
Quale caratteristica rende il legame carbonio-carbonio (C-C) particolarmente importante nei sistemi biologici?
- È facilmente scindibile in presenza di acqua.
- È il legame più stabile in natura, permettendo la formazione di molecole complesse e cicliche. (correct)
- Non partecipa alla formazione di molecole aromatiche.
- È un legame debole e facilmente sostituibile.
Quale era l'obiettivo principale dell'esperimento del 1953 menzionato?
Quale era l'obiettivo principale dell'esperimento del 1953 menzionato?
Quale ruolo fondamentale svolge l'acqua nella materia vivente?
Quale ruolo fondamentale svolge l'acqua nella materia vivente?
Che tipo di interazioni stabilizzano le interazioni tra molecole in soluzione acquosa?
Che tipo di interazioni stabilizzano le interazioni tra molecole in soluzione acquosa?
Cosa è necessario affinché due molecole interagiscano stabilmente attraverso legami deboli?
Cosa è necessario affinché due molecole interagiscano stabilmente attraverso legami deboli?
Quali fattori contribuiscono alla complementarità tra due molecole che interagiscono?
Quali fattori contribuiscono alla complementarità tra due molecole che interagiscono?
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la composizione di un trigliceride?
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la composizione di un trigliceride?
Cosa determina principalmente le differenze tra i diversi tipi di trigliceridi?
Cosa determina principalmente le differenze tra i diversi tipi di trigliceridi?
Qual è la funzione principale dei fosfolipidi negli organismi viventi?
Qual è la funzione principale dei fosfolipidi negli organismi viventi?
In che modo la struttura dei fosfolipidi contribuisce alla loro funzione biologica?
In che modo la struttura dei fosfolipidi contribuisce alla loro funzione biologica?
Qual è una funzione importante dei carotenoidi, oltre a conferire colore?
Qual è una funzione importante dei carotenoidi, oltre a conferire colore?
Cosa si intende quando si afferma che il B-carotene è un precursore della vitamina A?
Cosa si intende quando si afferma che il B-carotene è un precursore della vitamina A?
Quale delle seguenti caratteristiche chimiche è comune a tutti gli acidi grassi?
Quale delle seguenti caratteristiche chimiche è comune a tutti gli acidi grassi?
Cosa accadrebbe se una cellula non fosse in grado di sintetizzare fosfolipidi?
Cosa accadrebbe se una cellula non fosse in grado di sintetizzare fosfolipidi?
Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio il ruolo dei gruppi carboidratici nelle proteine?
Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio il ruolo dei gruppi carboidratici nelle proteine?
In quale parte della cellula è più probabile trovare lipoproteine che agiscono come 'ancora' per le proteine?
In quale parte della cellula è più probabile trovare lipoproteine che agiscono come 'ancora' per le proteine?
Per quale processo biologico sono essenziali le metalloproteine?
Per quale processo biologico sono essenziali le metalloproteine?
Cosa si intende quando si afferma che le proteine possono legare un 'range' di molecole dette ligandi?
Cosa si intende quando si afferma che le proteine possono legare un 'range' di molecole dette ligandi?
Qual è la caratteristica principale che distingue gli enzimi dai catalizzatori inorganici?
Qual è la caratteristica principale che distingue gli enzimi dai catalizzatori inorganici?
Come si chiama la regione di un enzima responsabile del legame specifico con una molecola?
Come si chiama la regione di un enzima responsabile del legame specifico con una molecola?
Quale modello descrive l'interazione tra un enzima e il suo substrato nel sito attivo?
Quale modello descrive l'interazione tra un enzima e il suo substrato nel sito attivo?
Cosa succede ai substrati quando entrano nel sito attivo di un enzima?
Cosa succede ai substrati quando entrano nel sito attivo di un enzima?
Qual è il ruolo principale di una proteinchinasi?
Qual è il ruolo principale di una proteinchinasi?
In che modo le molecole operatrici influenzano l'attività delle proteinchinasi?
In che modo le molecole operatrici influenzano l'attività delle proteinchinasi?
Quale affermazione descrive meglio la reazione di fosforilazione?
Quale affermazione descrive meglio la reazione di fosforilazione?
Come influenzano i catalizzatori la velocità di una reazione chimica?
Come influenzano i catalizzatori la velocità di una reazione chimica?
Quale conclusione principale si può trarre dagli esperimenti di Frederick Griffith con lo Streptococcus pneumoniae?
Quale conclusione principale si può trarre dagli esperimenti di Frederick Griffith con lo Streptococcus pneumoniae?
Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la funzione dell'acetilcolinesterasi nel sistema nervoso?
Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio la funzione dell'acetilcolinesterasi nel sistema nervoso?
Qual era l'obiettivo principale dell'esperimento di Alfred Hershey e Martha Chase utilizzando il batteriofago T2?
Qual era l'obiettivo principale dell'esperimento di Alfred Hershey e Martha Chase utilizzando il batteriofago T2?
Quale risultato chiave emerse dall'esperimento di Hershey e Chase?
Quale risultato chiave emerse dall'esperimento di Hershey e Chase?
Cosa succede alla struttura quaternaria di una proteina quando viene denaturata?
Cosa succede alla struttura quaternaria di una proteina quando viene denaturata?
Qual è il ruolo delle chaperonine nel processo di folding delle proteine?
Qual è il ruolo delle chaperonine nel processo di folding delle proteine?
Come si collega il lavoro di Hershey e Chase con le scoperte di Griffith?
Come si collega il lavoro di Hershey e Chase con le scoperte di Griffith?
Come può l'alterazione delle proteine contribuire allo sviluppo dell'Alzheimer?
Come può l'alterazione delle proteine contribuire allo sviluppo dell'Alzheimer?
Cosa si intende per 'stato nativo' di una proteina?
Cosa si intende per 'stato nativo' di una proteina?
In che modo l'aumento della temperatura può influenzare la struttura di una proteina?
In che modo l'aumento della temperatura può influenzare la struttura di una proteina?
Qual è la differenza principale tra una proteina semplice e una proteina coniugata?
Qual è la differenza principale tra una proteina semplice e una proteina coniugata?
Cosa sono le glicoproteine e dove si trovano prevalentemente?
Cosa sono le glicoproteine e dove si trovano prevalentemente?
Quale dei seguenti meccanismi descrive correttamente il processo di esocitosi?
Quale dei seguenti meccanismi descrive correttamente il processo di esocitosi?
Nella captazione mediata da recettori, quale proteina riveste le fossette rivestite della membrana plasmatica?
Nella captazione mediata da recettori, quale proteina riveste le fossette rivestite della membrana plasmatica?
Qual è il ruolo principale della ricaptazione dei neurotrasmettitori nelle sinapsi?
Qual è il ruolo principale della ricaptazione dei neurotrasmettitori nelle sinapsi?
Quale tipo di comunicazione cellulare coinvolge il rilascio di messaggeri nel sistema circolatorio per raggiungere organi distanti?
Quale tipo di comunicazione cellulare coinvolge il rilascio di messaggeri nel sistema circolatorio per raggiungere organi distanti?
In quale tipo di comunicazione cellulare, le cellule comunicano attraverso molecole che passano tra due sistemi cellulari senza continuità fisica?
In quale tipo di comunicazione cellulare, le cellule comunicano attraverso molecole che passano tra due sistemi cellulari senza continuità fisica?
Cosa hanno in comune la comunicazione dipendente da contatto, paracrina, sinaptica ed endocrina?
Cosa hanno in comune la comunicazione dipendente da contatto, paracrina, sinaptica ed endocrina?
Se una cellula rilascia una molecola segnale (ormone) che viaggia attraverso il sistema circolatorio per influenzare un organo distante, quale tipo di comunicazione è in atto?
Se una cellula rilascia una molecola segnale (ormone) che viaggia attraverso il sistema circolatorio per influenzare un organo distante, quale tipo di comunicazione è in atto?
Cosa succede quando tutti i recettori in una fossetta rivestita sono saturati dalla molecola da recuperare durante l'endocitosi mediata da recettori?
Cosa succede quando tutti i recettori in una fossetta rivestita sono saturati dalla molecola da recuperare durante l'endocitosi mediata da recettori?
Flashcards
Idrolisi
Idrolisi
Reazione in cui una molecola d'acqua viene aggiunta per rompere un legame chimico.
Carbonio (C)
Carbonio (C)
Atomo che costituisce la base dei composti organici e può formare legami singoli, doppi o tripli.
Legame C-C
Legame C-C
Legame chimico particolarmente stabile tra atomi di carbonio, che permette la formazione di lunghe catene e anelli.
Esperimento di Miller-Urey
Esperimento di Miller-Urey
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Acqua (Hâ‚‚O)
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Legami deboli
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Legame a idrogeno
Legame a idrogeno
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Complementarità molecolare
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Struttura quaternaria
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Acetilcolinesterasi
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Lipoproteine
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Glicoproteine
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Proteine semplici
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Proteine coniugate
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Chaperonine
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Denaturazione proteica
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Ordine di consumo energetico
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Trigliceridi
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Glicerolo
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Fosfolipidi
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Lunghezza e saturazione degli acidi grassi
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Carotenoidi
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B-carotene
B-carotene
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Retinale
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Gruppi carboidratici
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Metalloproteine
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Ligandi
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Enzimi
Enzimi
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Sito attivo
Sito attivo
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Modello chiave-serratura
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Specificità della catalisi organica
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Antiporto
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Endocitosi
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Esocitosi
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Endocitosi mediata da recettori
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Comunicazione dipendente da contatto
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Comunicazione paracrina
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Comunicazione sinaptica
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Comunicazione endocrina
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Proteinchinasi
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Fosforilazione
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Defosforilazione
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Energia di attivazione
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Catalizzatori
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DNA
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Esperimenti di Griffith
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Esperimento di Hershey e Chase
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Study Notes
Ecco le note di studio dettagliate sul testo fornito:
Biologia Cellulare: Principi Fondamentali
- Un organismo vivente è composto da una o più cellule, che si differenziano in base alla funzione svolta.
- Le cellule si organizzano per formare tessuti, che a loro volta danno origine agli organi.
- La cellula è l'unità fondamentale di tutti gli organismi viventi.
- Un organismo vivente deve avere: organizzazione cellulare, finalismo delle parti, metabolismo, eccitabilità , adattamento, informazione, riproduzione ed eredità , evoluzione.
- Lo stato fisiologico e patologico è determinato dal metabolismo; la conoscenza dei processi metabolici è fondamentale per la creazione di farmaci specifici.
- I farmaci possono sostituire o integrare sostanze mancanti nell'organismo, influenzando processi fisiologici o patologici attraverso proprietà chimico-fisiche, attività recettoriale, inibizione di sistemi enzimatici, o influenza sulla sintesi degli acidi nucleici.
- I farmaci biologici di nuova generazione aumentano l'efficacia della terapia e riducono gli effetti indesiderati agendo su singole strutture come proteine, recettori o sequenze di DNA.
- I farmaci possono influenzare positivamente o negativamente la sintesi di RNA messaggero o l'attivazione di introni a livello del DNA cellulare.
- Nel 1839, Rudolf Virchow elaborò la prima teoria cellulare, ipotizzando che ogni essere vivente è composto da una o più cellule, che le cellule sono viventi e costituiscono l'unità fondamentale di funzione ed organizzazione di tutti gli organismi e che ogni cellula deriva da altre cellule.
- Nel 1865 furono scoperte le leggi che regolano la trasmissione dei caratteri ereditari, nel 1859 fu elaborata la teoria dell'evoluzione e nel 1953 avvenne la sintesi in laboratorio dei primi composti organici.
- Tutte le cellule e gli organismi terrestri derivano da cellule o organismi preesistenti.
Struttura e Funzione della Cellula
- La cellula è l'unità strutturale e funzionale della materia vivente, costituita da citoplasma delimitato da una membrana, contenente DNA ed enzimi necessari alla duplicazione.
- Ogni organismo vivente è costituito da una o più cellule, derivanti dalla divisione di altre cellule preesistenti.
- Tutte le cellule si dividono per divisione binaria e possono svolgere vita autonoma.
- I batteri e le amebe sono organismi unicellulari, mentre l'uomo ha circa 10^14 cellule.
- Ogni cellula deve contenere un programma informazionale.
- Le cellule si dividono in procariotiche ed eucariotiche.
Cellule Procariotiche
- Le cellule procariotiche sono più semplici e non possiedono endomembrane che circondano il materiale genetico.
- In base alla forma, si distinguono cocchi (sferici), bacilli (a bastoncino) e spirilli/spirochete (a spirale).
- Sono formate da parete cellulare, membrana plasmatica e citoplasma.
- La struttura è omogenea con molti ribosomi e una sola molecola di DNA circolare non compartimentalizzato, con appendici cellulari come flagelli o pili.
- I procarioti sono tutti monocellulari e la loro organizzazione è diversa da quella delle cellule eucariotiche, permettendo l'uso di antibiotici che distruggono le cellule procariotiche ma non eucariotiche.
Cellule Eucariotiche
- Non hanno una forma tipica, ma cambiano in base alla funzione della cellula.
- La struttura è molto complessa e comprende membrana plasmatica, citoplasma strutturato (citosol e citoscheletro), mitocondri, ribosomi, RE, apparato di Golgi, lisosomi, perossisomi, vacuoli e nucleo delimitato da membrana contenente DNA, proteine e apparato enzimatico.
Organizzazione Cellulare e Scambi con l'Ambiente
- Le cellule eucariotiche sono compartimentalizzate, con un sistema membranoso per avvolgere il DNA (carioteca).
- Sono tipiche di organismi unicellulari come i lieviti, e pluricellulari.
- Il microbiota, la popolazione di batteri che ospitiamo, interferisce con il nostro organismo.
- L'organizzazione cellulare mantiene un ambiente interno costante e controllato. Gli organismi viventi ricevono stimoli dall'esterno e rispondono, mantenendo invariate le caratteristiche strutturali nel tempo e svolgendo le funzioni in modo ottimale.
- L'area della superficie di una cellula deve essere molto più grande del volume per permettere scambi adeguati con l'ambiente esterno.
- Le cellule hanno dimensioni microscopiche per via del rapporto superficie/volume: la cellula vive scambiando materiali con l'esterno tramite la membrana.
- All'aumentare del volume, aumenta anche la quantità di materiali da trasportare, ma il volume aumenta più rapidamente della superficie, limitando le dimensioni.
- Una cellula molto grande scambierebbe i materiali troppo lentamente per riuscire a vivere. Animali di grandi dimensioni sono costituiti da molte piccole cellule e non da meno cellule grandi.
- Il volume di una cellula aumenta con il cubo del diametro, mentre la superficie aumenta solo del quadrato.
- Gli organismi pluricellulari sono formati da poche unità fino a miliardi di cellule.
Crescita e Riproduzione Cellulare
- Accrescimento e moltiplicazione delle cellule e moltiplicazione dell'organismo sono fenomeni indipendenti.
- L'accrescimento avviene per aumento del numero delle cellule che costituiscono l'organismo; la moltiplicazione dell'organismo avviene con meccanismi quali la riproduzione sessuata.
- Le cellule eucariotiche si sono evolute da cellule procariotiche ancestrali, organizzandosi in organismi multicellulari con cellule specializzate.
Composizione Chimica Cellulare
- Gli elementi presenti nella materia vivente sono quelli capaci di formare i più forti legami covalenti, rendendo i composti biologici stabili.
- Una cellula batterica è composta per il 70% da H2O e per il 30% da composti chimici, prevalentemente proteine.
- Le macromolecole biologiche sono le molecole della vita.
- Le proteine costituiscono il 15% dei composti chimici e sono fondamentali per il metabolismo.
- Un organismo può vivere senza una sua componente, ma una cellula non può vivere senza uno dei suoi componenti.
- Le molecole organiche sono quelle presenti negli organismi viventi e da essi sintetizzate, mentre quelle inorganiche sono presenti nel mondo non vivente.
- Nei viventi si trovano anche sostanze inorganiche (acqua e sali minerali).
- Le molecole organiche possono essere costruite solo da un sistema biologico usando sostanze inorganiche reperite in natura.
- Tutti i composti chimici della materia vivente sono costituiti da carbonio combinato con altri atomi, formando legami covalenti forti.
- Nel mondo inorganico il carbonio è ossidato (minore contenuto energetico), mentre nel mondo organico è ridotto (maggiore contenuto energetico). Per formare composti organici da carbonio inorganico è necessaria l'energia prelevata dall'ambiente.
Macromolecole Organiche: Lipidi, Glucidi, Proteine, Acidi Nucleici
- Proteine, glucidi, lipidi e acidi nucleici sono le molecole della vita, presenti solo negli organismi viventi.
- Sono macromolecole costituite da molecole più piccole che si uniscono tra loro, costituendo la maggior parte del contenuto secco degli organismi viventi.
- Sono costituite da polimeri, ottenuti dall'assemblaggio di unità più piccole dette monomeri.
- Gli animali ricavano le macromolecole dagli esseri viventi di cui si cibano; durante la digestione, i polimeri vengono scomposti in monomeri e poi assorbiti per permettere a ciascun organismo di costruire le proprie macromolecole.
- Le macromolecole biologiche hanno la capacità di creare legami per condensazione o disidratazione, formando un legame tra due molecole con la perdita di una molecola d'acqua. La reazione inversa è l'idrolisi, dove si aggiunge una molecola d'acqua e si rompe un legame.
Carbonio e Origine delle Molecole Organiche
- Il carbonio costituisce tutti i composti chimici della materia vivente, formando legami semplici, doppi o tripli, lunghe catene e composti circolari.
- Il legame C-C è il più stabile in natura, dando origine a molecole cicliche dette aromatiche.
- Nel 1953, un esperimento simulò le condizioni primordiali per dimostrare la possibile formazione di molecole semplici in natura.
- Vennero fatte bollire soluzioni contenenti molecole come NO2 e CaO, generando scariche elettriche per ricreare le condizioni della crosta terrestre colpita dai fulmini.
- Piccole molecole organiche si creavano e, grazie ad agenti atmosferici come vulcani e fulmini, si aggregavano per formare polimeri.
Acqua e Interazioni Molecolari
- L'acqua è il principale costituente della materia vivente, solvente di tutti i composti biologici, ambiente in cui è nata la vita.
- La materia vivente è plasmata sulle proprietà dell'acqua, che è un solvente polare.
- Gli ioni in soluzione acquosa sono circondati da molecole d'acqua e le interazioni tra molecole sono reversibili.
- Nelle interazioni tra molecole non possono essere coinvolti legami covalenti, ma legami deboli come legami a idrogeno, attrazioni elettrostatiche e forze di van der Waals stabilizzano le interazioni.
- Affinché due molecole interagiscano stabilmente tramite legami deboli, molti di essi devono cooperare simultaneamente.
- Ciò si verifica se le superfici delle molecole combaciano per estensione sufficiente e presentano le caratteristiche necessarie alla formazione di molti legami secondari.
- La complementarità è data da geometria, carica, accettori/donatori di legami H e regioni polari/apolari.
- Molti legami non covalenti conferiscono specificità di legame.
Lipidi: Caratteristiche e Classificazione
- I lipidi sono molecole eterogenee, morfologicamente diverse, insolubili in acqua ma affini ai solventi apolari.
- La funzione principale è immagazzinare energia, fungere da ormoni e costituire le membrane biologiche.
- Gli steroid hanno varie funzioni ormonali e di messagger.
- I fosfolipidi costituiscono le membrane biologiche.
- I carotenoidi sono antiossidanti.
- Gli acidi grassi possono essere saturi o insaturi.
- I trigliceridi con acidi grassi saturi sono solidi a 20°C (burro), quelli con acidi grassi insaturi sono liquidi a 20°C (olio d'oliva).
- Quelli saturi sono dannosi poiché tendono a depositarsi nelle arterie, causando malattie vascolari.
- I lipidi si dividono in trigliceridi, steroidi, fosfolipidi e carotenoidi.
Trigliceridi
- I trigliceridi hanno il compito di contenere grande quantità di energia per i processi metabolici.
- Si dividono in oli (liquidi a 20°) e grassi (solidi a 20°).
- Gli oli sono immagazzinati nei semi delle piante, i grassi nel tessuto adiposo animale per termoregolazione e riserva energetica.
- Durante il digiuno prolungato viene prima digerita la riserva di zucchero (24/48h), poi per 2 settimane si brucia la componente lipidica e successivamente la componente muscolare.
- I trigliceridi sono molecole complesse derivanti dall'unione di glicerolo e 3 molecole di acidi grassi.
- Il glicerolo è una piccola molecola a 3 atomi di carbonio, gli acidi grassi sono costituiti da lunghe molecole fino a 20 atomi di carbonio.
- L'acido grasso è costituito solo da C e H, con una piccola parte idrofilica.
- I trigliceridi non sono tutti uguali tra loro, le differenze derivano da tipo di legame e lunghezza della catena idrofobica.
Fosfolipidi e Altre Classi di Lipidi
- I fosfolipidi hanno una struttura affine a quella dei trigliceridi e organizzano le membrane biologiche.
- Il glicerolo lega due molecole di acido grasso e una molecola di acido fosforico, creando una regione idrofobica e una idrofilica.
- L'acido fosforico può legare altre molecole, dando origine a molecole differenti tra loro.
- La lunghezza dell'acido grasso e il grado di saturazione determinano le caratteristiche del lipide.
- I carotenoidi sono una famiglia di lipidi capaci di assorbire la luce e hanno varie funzioni.
- Sono le sostanze che danno colore a frutta e verdura e alcuni animali.
- I carotenoidi (es. β-carotene) tamponano l'azione dei radicali liberi, spegnendoli tramite ossidazione (reazione antiossidante).
- I radicali liberi sono composti dell'ossigeno con un numero spaiato di elettroni, tendenti a cedere ossigeno e ad ossidare le molecole.
- Vengono utilizzati per inattivare virus e batteri e detossificare, ma possono provocare mutazioni, agire sugli acidi grassi dei fosfolipidi o sugli enzimi di membrana, interferendo con l'equilibrio idro-salino.
- Gli steroidi sono una sottofamiglia dei lipidi derivanti dal nucleo del ciclopentanoperidrofenantrene.
- Tra gli steroidi importanti ci sono colesterolo, vitamina D2, cortisolo e testosterone.
- Da una molecola di base si ottengono molecole con attività biologica diversa, che agiscono a basse dosi, sono liposolubili e innescano reazioni nella cellula, spesso irreversibili e influenzando il metabolismo.
- Il testosterone agisce sulla corteccia cerebrale e dà effetti psichici.
- Gli steroidi vengono usati (come doping) nello sport per aumentare la massa muscolare e la forza, dimenticando gli effetti dannosi sull'organismo.
Glucidi o Carboidrati
- I glucidi o carboidrati sono composti eterogenei, estremamente solubili in acqua e con una formula minima di CH2O.
- Si dividono in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.
Monosaccaridi:
- Cinque o sei atomi di carbonio di regola a forma di anello.
- I pentosi costituiscono acidi nucleici,DNA ed RNA.
- L'esoso più importante è il glucosio. Seguono il fruttosio ed il galattosio.
- Sono necessari per il metabolismo energetico e sono i costituenti dei dei disaccaridi e dei polisaccaridi.
- Il glucosio è al centro dei processi del metabolismo energetico della cellula.
- Può essere di forma ciclica o lineare.
- Il glucosio alfa è un isomeso del D-glucosio che ha il gruppo OH- del primo atomo di carbonio posizionato sullo stesso lato del gruppo -CH2OH.
- Il beta glucosio è un isomero del D-glucosio che ha il gruppo OH- del primo atomo di carbonio posizionato sul lato opposto rispetto al gruppo -CH2OH.
- Legame tra i monosaccaridi:
- Si ottiene il legame, legame glicosidico, per rompere il legame servono gli enzimi.
- Esso deriva dalla reazione di condensazione tra un gruppo alcolico di una molecola di monosaccaride e un gruppo alcolico si un'altra molecola di monosaccaride con l'eliminazione di una molecola d'acqua.
- I disaccaridi sono costituiti da monosaccaridi identici o diversi tra loro.
- I disaccaridi possono polimerizzare: reazioni di condensazione per legare molte zuccheri semplici.
- Il maltosio è un disaccaride formato da due molecole di glucosio (alfa e beta glucosio, isomeri della stessa molecola).
- Il saccarosio è un disaccaride formato da una molecola di glucosio ed una di fruttosio.
- Il lattosio è un disaccaride formato da una molecola di glucosio e una di galattosio.
Polisaccaridi
- I polisaccaridi sono molto versatili e si trovano sia nel mondo animale che vegetale.
- Ce ne sono vari tipi: cellulosa, chitina, amido e glicogeno.
- La cellulosa è una polimerizzazione del glucosio.
- È costituita da molecole lineari costituite da una sequenza di glucosio.È il costituente principale della parete cellulare delle piante e il nostro organismo non è in grado di sciogliere il legame glicosidico che lega i due monosaccaridi.
- La chitina forma l'esoscheletro degli insetti e galattosammina che forma la cartilagine, sono polisaccaridi che hanno funzione strutturale e sono anch'essi polimeri del glucosio. L'amido è un polimero del glucosio poco ramificato, le molecole di glucosio si dispongono linearmente. Si trovano negli organismi vegetali. Grandi riserve di amido le ritroviamo nelle patate che sono infatti state la fonte principale di alimentazione durante le carestie. Il glucosio può interagire con le proteine e dare problematiche come il diabete.
- Il glicogeno si trova a livello dei tessuti animali, principalmente nel fegato e nei muscoli. Viene utilizzato come zucchero di riserva. È molto ramificato, è insolubile e il suo accumulo non modifica quindi l'osmolarità della cellula.
Proteine e la loro struttura
- Le proteine sono molecole che si trovano ovunque e partecipano a qualunque attività metabolica.
- Garantiscono intelaiatura del citoscheletro, strutture cellulari, impalcatura di sostegno cellulare, etc.
- Hanno funzione di catalisi, enzimatica, riconoscimento, trasporto, deposito, movimento difesa.
- Le proteine sono singola catena non ramificate di monomeri amminoacidici dunque, gli amminoacidi, sono l'unità fondamentale delle proteine. Esistono 20 diversi tipi di amminoacidi e la loro sequenza determina la struttura tridimensionale, quindi la conformazione, della proteina.
- Gli amminoacidi hanno tutti una struttura generale che si diversificano per la catena, "R".
- Possiamo distinguere due tipi di R: polare o apolare.
- Il legame peptidico permette a due amminoacidi di legarsi, i gruppi si neutralizzano e le caratteristiche dell'amminoacido sono determinate dal gruppo R.
- La proteina ha quattro livelli di struttura che determinano la forma: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
- La specificità di una proteina dipende dalla sequenza ordinata degli amminoacidi lungo la catena polipeptidica struttura primaria.
- La disposizione nello spazio dei gruppi R e della catena dà origine alla struttura secondaria.
- Alfa elica: la proteina si attorciglia in modo tale che i gruppi R non interagiscono. Foglietto beta: forma delle anche
- Legami deboli mantengono la forma. Con il crescere ,la proteina deve assumer una forma precisa.
- La struttura terziaria della proteina è la conformazione tridimensionale della stessa che è data dalla struttura primaria.
- Tramite la formazione di alcuni legami detti ponti disolfuro che si creano grazie alla cisteina, o da ponti a idrogeno, la proteina assume la forma definitiva. Sulle proteine ci sono regioni caratteristiche che svolgono importanti funzioni dette dominio.
Proteine: Funzioni, Classificazioni, e Regolazione
- Le proteine possono avere modificazioni post-traduzionali, come l'inserimento di ioni nella struttura.
- Tutte le proteine hanno una struttura primaria che ne determina la funzione.
- La struttura quaternaria si ha con almeno due catene polipeptidiche unite in un'unica unità funzionale.
- Le proteine possono combinarsi in oggetti, aggregati detti globulari o fibrosi, o inglobare un gruppo non proteico (gruppo prostetico).
- La struttura quaternaria tiene unite più subunità tramite legami non covalenti.
- L'acetilcolinesterasi, enzima del sistema nervoso, interrompe la traduzione dell'impulso nervoso verso un muscolo.
- Alcune proteine si legano a lipidi o ad altre proteine, formando lipoproteine o glicoproteine.
- Gli enzimi possono essere semplici (solo amminoacidi) o coniugati (con gruppi chimici funzionali associati)..
Regolazione Enzimatica
- Gli enzimi possono interagire con inibitori o attivatori a livello del sito allosterico, che ne modulano l'attività .
- Gli inibitori allosterici diminuiscono l'affinità per il substrato.
- Gli attivatori allosterici aumentano l'affinità per il substrato.
- L'enzima raggiunge la velocità massima (Vmax) a concentrazioni elevate di substrato.
- L'enzima ha un'affinità specifica (Km) per il substrato. I meccanismi di regolazione dell'attività proteica includono transizioni allosteriche, fosforilazione/defosforilazione, attivazione proteolitica e compartimentalizzazione.
Cinetica Enzimatica e Fosforilazione
La regolazione allosterica avviene quando una molecola (effettore) si lega al sito allosterico di un enzima o proteina, modulandone la funzione. Cambiamenti di conformazione possono essere indotti da interazioni con: - Substrato o suoi analoghi. - Modulatori allosterici. - Legami covalenti di gruppi. - Subunità regolative. - Proteine accessorie. - Enzimi proteolitici. La denaturazione altera la struttura tridimensionale e la funzionalità biologica della proteina.
- Le Protein chinasi (aggiungono gruppi PO4. Sono regolate da AMP ciclico.
- Le Protein fosfatasi rimuovono i gruppi PO4. Sono regolate da insulina.
- La fosforilazione è un interruttore biologico.
Come funziona la catalisi enzimatica?
La catalisi enzimatica, abbassa la barriera di energia affinché i livelli di attività siano indipendenti dal delta G.
Nucleo e Cromatina: DNA come Materiale Genetico
- Fino agli anni '30 si dubitava che il DNA fosse il materiale genetico.
- Gli esperimenti di Frederick Griffith con Streptococcus pneumoniae dimostrarono l'esistenza di un principio trasformante ereditabile.
- Alfred Hershey e Martha Chase (1952) dimostrarono che il DNA, non le proteine, è il materiale ereditario che penetra nelle cellule batteriche.
- Il DNA è stabile grazie agli scheletri covalenti, alle interazioni idrofobiche tra le basi, e ai legami a idrogeno.
- Il DNA è formato da catene polinucleotidiche tenute insieme da ponti a idrogeno, disposte in modo antiparallelo.
Composizione del DNA:
- Acido fosforico.
- Basi azotate: adenina (A) e guanina (G) (purine), citosina (C) e timina (T) (pirimidine).
- Zucchero pentoso desossiribosio. -Nell´RNA cambia ribosio e uracile al posto della timina
Struttura del DNA
- Il DNA varia tra le specie, è costante in una specie, si duplica con precisione e muta raramente.
- James Watson e Francis Crick idearono il modello tridimensionale del DNA, basandosi sugli studi di Rosalind Franklin e Maurice Wilkins sulla cristallografia a raggi X.
- L'appaiamento complementare delle basi suggerisce che il DNA sia una molecola a doppio filamento simile a una scala a pioli.
- Il nucleotide è formato da un gruppo fosfato, una base azotata e uno zucchero pentoso.
- Il DNA è destrogiro e si lega alla base azotata, segue la numerazione: C1, C2-C3-C4-C5 si lega al gupoPO4.
- I nucleotidi sono l'unità base degli acidi nucleici.
- Solo se i filamenti sono antiparalleli i nucleotidi si possono legare.
Legame FOSFOdisterico
- Il acido desossiribonucleico ha due catene con delle caratteristiche: simettriche, basi azotate non posso essere dello stesso tipo.
- Con questa combinazione si possono formare più ponti ad idrogeno.
- C´è il legame fosfodiesterico tra il C5 e il C3 che obbligatorio, perché altrimenti destabilizzerebbe la molecola.
Membrana Plasmatica: Barriera e Componenti
- La membrana plasmatica funge da barriera meccanica, controlla l'accesso di soluti e solventi, seleziona le sostanze da espellere.
- Permette alla cellula di relazionarsi con l'ambiente esterno, inoltre determina il gruppo sanguigno.
- Le funzioni principali della membrana sono: delimitare il citoplasma formando una barriera meccanica, permettere entrata/uscita di molecole, rispondere a segnali esterni e permettere riconoscimento e comunicazione cellulare
- Struttura membrana plasmatica: doppio strato fosfolipidico (5-8 nm di spessore), proteine (vettori, connettori, recettori, enzimi), glucidi e colesterolo (solo negli animali). I fosfolipidi creano grande stabilità e sono a mosaico fluido.
Studio della Membrana Plasmatica
- Per studiare la membrana plasmatica si usano i globuli rossi dei vertebrati, poiché non presentano altri sistemi membranosi.
- In ambiente ipotonico, i globuli rossi scoppiano e rilasciano il contenuto.
- Le membrane vengono isolate tramite centrifugazione e poi analizzate per la loro composizione chimica: lipidi, proteine e glucidi.
- La componente lipidica della membrana non è data solo dal fosfolipide.
- Nel modello della membrana prevedeva che la componente fosfolipidica fosse la struttura base, esperimento Frye.
- I lipidi possono disporsi in micelle o in doppi strati fosfolipidici in modo spontaneo,
- Se la membrana è organizzata con un doppio strato ci spiega come l'ambiente interno e quello esterno siano diversi e il motivo per cui molecole polari non riescono a passare..
Lipidi di membrana
- I fosfolipidi sono formatai da: Un glicerolo C3 legato ad un P Due acidi grassi che possono differire per la lunghezza e per il livello di insaturazione Acido fosforico che a sua volta può legare altre molecole che sono quelle che differenziano i fosfolipidi A livello della membrana troviamo una serie di lipidi: tutti presentano una regione idrofobica e una idrofilica. Ci`o vale anche per il colesterolo.
- L'altro tipo di lipidi sono quelli che contengono sfingosina con acido grassso di C22. cosi il viene a costituire l'unità invariante di tutti gli sfingolipidi detta ceramide che rappresenta la porzione idrofobica degli sfingolipidi stessi,
- Alcun tipi di lipidi sono associati a carboidrati e prendono il nune di glicolipidi..
Componenti e Dinamica della Membrana
- I fosfolipidi si muovono di continuo (fluidità ), le teste idrofiliche differiscono tra foglietto esterno ed interno.
- La fosfatidilserina, ad esempio, è presente solo verso il citosol in cellule integre, e viene esposta all'esterno quando la cellula muore.
La fluidità della membrana è influenzata da: - Lunghezza delle catene carboniose. - Presenza di doppi legami. - Temperatura (gelificazione al di sotto di una certa temperatura). - Colesterolo (tampone di fluidità ). Fluidità è la facilità di scorrimento, viscosità è la resistenza allo scorrimento. lipidi diversi caratterizzano membrane diverse. Componente glucidica: glicolipidi per proteggere i lipidi ed identificar le cellule, localizzati solo sul versante esterno.La cardiolipina impermeabilizza il mitocondrio. raft lipidici
- La proteina della membrana serve a identificare le cellule e a comunicare tra di loro.
- Le zone lipidiche RAFT: sono meno fluidi per l'elevato contenuto di colesterolo e formano raft non invaginati e cléaveole.
- La specificità funzionale (adesione intercellulare, trasporto attivo, riconoscimento e ricezione di segnali di varia natura) della membrana dei diversi distretti cellulari è assicurata dalla componente PROTEICA
- Il RER sintetizza ed associa tutte le membrane. il RER produce le membrane o secretive.
Trasporto attraverso la Membrana
Diverse proteine sintetizzate dal RER possono essere destinate al citoplasma, RER, al nuclelo e ai mitocondri ecc. Il ribosoma si inserisce nella componenta lipidica. Può anche andare al di fuori della membrane. Diverse proteine possono anche coniugarsi: enzimi, anticorpi, glicoproteine e metalloproteine.
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