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Questions and Answers
Qual è la proprietà comune a tutti gli esseri viventi?
Qual è la proprietà comune a tutti gli esseri viventi?
Ogni essere vivente è costituito da cellule.
Cosa significa il termine “Tassonomia“?
Cosa significa il termine “Tassonomia“?
La tassonomia significa studio della diversità e della classificazione degli esseri viventi.
Quali sono le tre proprietà comuni a tutti gli esseri viventi?
Quali sono le tre proprietà comuni a tutti gli esseri viventi?
Le proprietà comuni a tutti gli esseri viventi sono la capacità di accrescersi e di autoriprodursi, la capacità di reagire a stimoli esterni e la capacità di adattarsi e reagire ai cambiamenti dell’ambiente.
Quali sono i tre tipi fondamentali di legami chimici?
Quali sono i tre tipi fondamentali di legami chimici?
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Quali sono le quattro classi principali di biomolecole?
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Quali delle seguenti sono le funzioni principali dei lipidi?
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Quali sono le due principali classi di cellule?
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Quali sono le due differenze principali tra le cellule procariotiche e le cellule eucariotiche?
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Quali sono i quattro elementi principali che costituiscono la materia vivente?
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Quali sono i cinque tipi di isomeria nei composti organici?
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Quali sono le tre principali categorie di lipidi?
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Quali sono le quattro strutture principali delle proteine?
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Quali sono i tre tipi principali di proteine di membrana?
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Quali sono i tre principali tipi di filamenti del citoscheletro?
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Quali sono le tre funzioni principali dei microtubuli?
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Quali sono le tre funzioni principali dei microfilamenti?
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Quali sono i tre tipi principali di giunzioni cellulari?
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Quali sono le tre principali classi di recettori di membrana?
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Quali sono i tre principali tipi di endocitosi?
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Quali sono i tre principali tipi di trasporto attivo?
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Quali sono le due principali classi di enzimi che degradano il DNA?
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Quali sono i quattro principali tipi di riparo del DNA?
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Quali sono le tre principali classi di RNA?
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Quali sono i quattro principali tipi di proteine coinvolte nella regolazione della trascrizione?
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Quali sono le tre principali fasi del ciclo cellulare?
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Cosa sono i telomeri?
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Cosa è la proteolisi regolata?
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Cosa è l'apoptosi?
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Quali sono le quattro principali vie di segnalazione cellulare?
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Quali sono i tre principali meccanismi di trasporto vescicolare?
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Quali sono le tre principali modalità di autofagia?
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Quali sono le tre principali caratteristiche delle cellule tumorali?
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Quali sono le tre principali fasi dello sviluppo del cancro?
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Quali sono i due meccanismi principali di regolazione della trascrizione?
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La replicazione del DNA è un processo unidirezionale.
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Qual è la funzione principale della DNA polimerasi?
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La trascrizione è un processo unidirezionale.
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Quali sono i due principali tipi di maturazione dell’mRNA?
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Cosa sono gli spliceosomi?
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Cosa è il codice genetico?
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Cosa è la traduzione?
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Quali sono le tre principali fasi della traduzione?
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Cosa sono i ribosomi?
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Cosa è l'RNA transfer?
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Quali sono le due principali fasi del ripiegamento proteico?
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Quali sono le due principali classi di chaperon?
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Il misfolding proteico è un processo fisiologico.
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Cosa sono i geni omeobox?
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Quali sono i tre principali tipi di RNA polimerasi nelle cellule eucariotiche?
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Cosa sono i fattori generali di trascrizione?
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Cosa sono i fattori specifici di trascrizione?
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Cosa è il silenziamento genico?
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Cosa sono le isole CpG?
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Cosa sono i complessi di rimodellamento della cromatina?
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Cosa sono i chaperoni degli istoni?
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Cosa è la bolla replicativa?
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Cosa sono le forcine replicative?
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Cosa è la DNA polimerasi?
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Cosa è un primer?
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Cosa sono i frammenti di Okazaki?
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Cosa è la telomerasi?
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Cosa è il cromosoma?
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Cosa è la cromatina?
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Quali sono i due principali tipi di cromatina?
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Cosa sono gli istoni?
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Quali sono le cinque modifiche post-traduzionali principali che possono subire gli istoni?
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Cosa è la replicazione del DNA?
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Quali sono i due principali tipi di DNA polimerasi?
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Quali sono i tre principali tipi di RNA?
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Cosa è la maturazione dell’mRNA?
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Quali sono le tre fasi principali della maturazione dell’mRNA?
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Cosa è lo splicing?
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Cosa è l'editing?
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Quali sono le tre fasi principali della traduzione?
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Study Notes
Definizioni
- La biologia è lo studio scientifico della vita e delle diverse forme viventi.
- Ogni essere vivente è costituito da cellule.
Introduzione
- La materia vivente è costituita da cellule.
- Esse rappresentano l'unità fondamentale in grado di compiere tutte le attività richieste per la vita.
- Una delle proprietà comuni a tutti gli esseri viventi è la complessità specificamente definita.
- Ciò significa che con l'aumentare della complessità dell'organismo si instaurano innumerevoli nuove connessioni e il numero di interazione tra le cellule aumentano.
Gerarchia dell'organizzazione vivente
- Partendo da una semplice molecola di acqua (livello chimico) otteniamo, grazie alla loro unione con altre sostanze, le macromolecole.
- Le macromolecole si uniranno a formare gli organelli (livello cellulare).
- L'associazione di molte cellule porta alla formazione dei tessuti, i quali sono i costituenti degli organi.
- L'unione degli organi crea i sistemi di organi che sono i costituenti essenziali dell'organismo vivente.
- Le interazioni continuano ad aumentare portando alla formazione di popolazioni (unione di molti organismi) che a cascata formeranno la comunità, l'ecosistema ed infine la biosfera (composta dalla terra e da tutte le comunità).
La cellula
- Le dimensioni delle cellule cambiano durante le fasi del ciclo cellulare.
- Sono correlate alla specializzazione della cellula.
- Imicoplasma ed ivirus sono le unità di dimensione minore visibili con microscopio elettronico.
- Altra caratteristica propria delle cellule è la forma, che differenzia le diverse tipologie.
- La forma e la dimensione sono dipendenti dalle attività che la cellula svolge.
Modelli animali
- I modelli animali (es. topi immunocompromessi) vengono utilizzati in laboratorio per testare le cellule che si vogliono studiare (es. cellule umane ingegnerizzate).
- Questo permette di studiare l'effetto delle cellule umane su un organismo vivente.
- La rapidità di riproduzione dei topi facilita lo studio.
- I modelli animali vengono utilizzati nello studio della memoria.
Classificazione degli organismi viventi
- Tutti i viventi sono classificati in categorie (o taxa) secondo un preciso ordine gerarchico.
- Il termine Tassonomia significa studio della diversità e della classificazione dei viventi in categorie.
- Esseri viventi si possono classificare in 3 domini: Bacteria, Archaea, Eukarya.
La chimica della vita
- Gli elementi principali alla base della vita sono quattro: idrogeno (H), carbonio (C), azoto (N) e ossigeno (O).
- Combinandosi in modi diversi, danno origine a gran parte delle macromolecole biologiche.
- Molecole: -Covalenti: gli elettroni vengono condivisi per creare il legame. -Ionici: un atomo cede uno o più elettroni ad un altro.
Proprietà dell'acqua
- La sua forma
- I legami covalenti
- La sua funzione biológica.
Composti organici del carbonio
- La vita richiede circa 25 elementi necessari per la formazione della materia vivente
- Gli elementi di rilevanza più importante sono: -Ossigeno. -Carbonio. -Idrogeno. -Azoto.
Isomeria
- I composti organici possono esistere in forma diverse con la stessa formula, ma struttura o legami differenti.
- Diversi tipi di isomeria: isomeria di catena, di posizione, ottica e cis-trans.
Biomolecole (carboidrati, lipidi, proteine ed acidi nucleici)
- Le biomolecole sono di fondamentale importanza per la vita
- Sono classificabili in carboidrati, lipidi, proteine, e acidi nucleici
- I carboidrati sono formati da C, H, O, in particolare sono zuccheri
- I lipidi sono insolubili in acqua formati per lo più da C, H, O
- Le proteine sono importanti per la vita a livello strutturale e funzionale in un organismo,
- Sono formati da amminoacidi legati in sequenza
- Gli acidi nucleici sono il DNA e l'RNA
- Il DNA porta l'informazione genetica
- L'RNA svolge importanti funzioni nella sintesi proteica
Il nucleolo
- Il nucleolo è una regione all'interno del nucleo,
- contiene rRNA e molecole fondamentali per l'organizzazione e la trascrizione dei geni ribosomiali
- Questo porta alla formazione di due subunità ribosomiali che si assemblano poi nel citosol per la sintesi proteica.
- Le proteine e le particelle RNA (RNP) sono coinvolte nella trascrizione e maturazione dell'RNA, compresi i processi di splicing.
- I micro-agglomerati nel nucleo sono chiamati speckles e sono responsabili di splicing e maturazione RNA.
Reticolo Endoplasmatico
- Il reticolo endoplasmatico (RE) è una struttura membranosa composta da canali, sacchi e
- vescicole, -elicoidale.
- Esso è suddiviso in RE liscio (REL) e RE rugoso (RER).
- REL:- funzione di sintesi e metabolismo degli steroidi, detossificazione, metabolismo farmaci.
- RER: -sintesi di proteine, modificazione post traduzionale, trasporto, controllo qualità.
L'apparato di Golgi
- È un organello cellulare importante per il traffico di vescicole,
- modifica le proteine e i lipidi che riceve,
- subiscono le modifiche biochimiche
- è fondamentale per il ripiegamento e la corretta modificazione delle proteine,
- classificazione dei gruppi glucidici→ creazione della etichetta.
Lisosomi
- Sono vescicole delimitate da una membrana,
- contengono enzimi idrolitici,
- funzione di digestione endocellulare di molecole complesse di vario tipo (proteine, lipidi, zuccheri).
- Le patologie lisosomiali sono molte e possono influenzare vari aspetti.
- processi come l'eterofagia (nutrizione in organismi unicellulari),
- Reazione immunitaria:
- Morfogenesi:
- Digestione extracellulare:
- Autofagia: digestione di materiali cellulari
Il mitocondrio
- Il mitocondrio è un organello a doppia membrana.
- ha una membrana interna e una membrana esterna con funzioni diverse.
- Membrana interna è il luogo dove avviene la fosforilazione ossidativa che è il processo finale della respirazione cellulare,
- La membrana esterna e lo spazio intermembrana sono coinvolti nel trasporto dei metaboliti.
- La matrice mitocondriale sono diversi enzimi, DNA, ribosomi.
- Il mitocondrio ha un DNA, perché deriva da un batterio
- La divisione avviene per scissione.
- Il mitocondrio ha un DNA a doppia elica a forma di anello
- Le proteine che hanno un DNA a doppia elica sono prodotti nel citosol
Processo di replicazione del DNA
- La replicazione inizia con la separazione delle due eliche del DNA
- La duplicazione è semiconservativa
- L'enzima elicasi svolge il DNA a singolo filamento
- Le proteine SSB tengono separati i filamenti singoli di DNA
- DNA polimerasi crea nuovi filamenti
- La DNA polimerasi usa l'RNA come stampo per copiare il tratto di DNA
- Il processo di replicazione inizia in punti chiamati origine di replicazione.
- La velocità di duplicazione è diversa nei due filamenti. Un filamento procede in direzione 5
⇒3
e viene chiamato filamento lento o lagging strand - L'altro filamento procede in direzione 3
⇒5
e viene chiamato filamento veloce o leading strand - I frammenti di Okazaki sono fatti da una copia continua del filamento 5
⇒3
Il ciclo cellulare
- Il ciclo cellulare:
- fasi eucarioti: interfase e fase M. L'interfase consiste nelle fasi G1, S, e G2.
- fasi procarioti: duplicazione DNA e divisione cellulare. Il tempo richiesto varia da cellula a cellula.
- La maggioranza delle cellule sono in fase G1 e rimangono li in attesa di segnali.
- Le due fasi della fase M sono: mitosi (divisione genoma e citosol) e citochinesi (separazione finale delle cellule figlie).
- I checkpoint controllano se avviene il corretto evento in ogni fase del ciclo cellulare, e garantisce la replicazione corretta del DNA.
- Nelle cellule tumorali questo processo viene disregolavo e la cellula può proliferare e non morire.
Gene oncosoppressori
- Sono dei geni che in modo naturale inibiscono la crescita e la proliferazione tumorale, quando sono mutati provocano una perdita di funzione dei geni.
- p53
- p15-16
- p27
- p21
- Rb
- APC, che sono legati al cancro al colon
Mutazioni
- Vari cambiamenti nelle sequenze di DNA.
- Mutazioni possono essere:
- germinali, ereditate nelle generazioni successive.
- somatiche, acquisite durante la vita di un individuo.
- Mutazioni possono provocare un cambiamento nelle proteine che la cellula sintetizza, a livello strutturale e funzionale.
Telomerasi
- È un enzima che replica/allunga le sequenze ripetute terminali dei cromosomi (telomeri)
- Protegge da danni e allunga i telomeri in modo da mantenere inalterato il materiale genico.
- Le cellule tumorali attivano questa proteina per proliferare più a lungo.
Geni mutatori
- Mutazioni sono una delle cause di cancro
- I geni responsabili delle mutazioni possono essere danneggiati da fattori ambientali (come radiazioni, fumo e agenti chimici).
- Mutazioni possono riguardare la velocità di duplicazione senza che si verifica un danno
Cellule staminali
- Le cellule staminali sono cellule non differenziate in grado di auto rinnovarsi
- Possono differenziarsi in diversi tipi di cellule.
- Le cellule staminali sono rilevanti per la medicina rigenerativa, potendo generare diversi tessuti che possono sussidiare a diversi problemi (es. danneggiamento muscolo).
Matrice extracellulare
- La matrice extracellulare (MEC) è un insieme complesso e altamente dinamico di molecole che riempie gli spazi tra le cellule.
- E’ composta da fibre strutturali (collageni ed elastina) o di proteine adesive (laminina e fibronectina) immerse in un’alta concentrazione di complessi proteoglicanici come il glicosaminoglicani.
- Negli organismi multicellulari, la MEC ha un importante ruolo (struttura, supporto, adesione, crescita, differenziamento). Essa interagisce con diversi fattori di segnalazione e riorganizzazione.
- La polarità della cellula è correlata al posizionamento di queste proteine nell'organismo.
Immunità
- Il sistema immunitario è un meccanismo di difesa e protezione dell’organismo da attacchi esterni, agenti patogeni es. virus,batteri. - Le cellule del sistema immunitario (es. linfociti T) riconoscono e distruggono cellule alterate (es. cellule tumorali), utilizzando molecole specifiche. - Altre cellule immunitarie (es. macrofagi) rimuovono cell danneggiate o morte tramite fagocitosi. - Le cellule tumorali potrebbero avere sulla loro superficie specifiche molecole che nascondono gli antigeni, che fa si che il sistema immunitario non li individui, ciò consente loro di proliferare e non morire.Trascrizione
- Il processo mediante il quale il DNA produce un RNA
- La trascrizione avviene in tre fasi principali: inizio, allungamento, terminazione.
- Ci sono vari enzimi implicati in questo processo, es. DNA polimerasi e l'RNA polimerasi che riconoscono una sequenza di DNA (promotore).
- La terminazione inizia in differenti punti sulla sequenza di DNA.
Traduzione
- In questo caso l'RNA viene tradotto in proteina
- avvengono tre fasi principali: l'inizio, l'allungamento, la terminazione
- In queste fasi sono fondamentali i vari tipi di RNA (es. mRNA, tRNA e rRNA) ed i fattori di traduzione.
- Per esempio, il corretto abbinamento a livello di triplette (tra RNA e aminoacidi) è fatto dall'amminoacil-tRNA sintetasi.
Canali ionici
- I canali ionici permettono il passaggio di alcuni ioni, come sodio, potassio, calcio e cloro,
- attraverso la membrana plasmatica.
- Possono essere regolati meccanicamente, o da un ligando specifico.
- I canali possono anche avere un' attivazione dovuta al voltaggio.
Integrine
- Sono una superfamiglia di proteine transmembrana coinvolte in diverse funzioni cellulari importanti.
Sinapsi
- Le sinapsi permettono la comunicazione tra neuroni e con le altre cellule.
- sono di due tipi, elettrica e chimica.
- La sinapsi elettrica: avviene il passaggio diretto di corrente ionica, tramite i canali di connessione delle due cellule (gap junction)
- La sinapsi chimica: l'arrivo di un potenziale d'azione, provoca il rilascio di neurotrasmettitori nella fessura sinaptica. Le molecole rilasciate si legano ai specifici recettori delle membrana post sinaptiche.
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