Caratteristiche degli organismi viventi e macromolecole biologiche PDF

Prof.ssa CINZIA ANTOGNELLI Edificio B - 4°piano Tel. 075 585 8354 [email protected]  Modulo: BIOLOGIA APPLICATA E GENETICA (2CFU = 30 ore) INSEGNAMENTO: BASI MO...

Prof.ssa CINZIA ANTOGNELLI Edificio B - 4°piano Tel. 075 585 8354 [email protected]  Modulo: BIOLOGIA APPLICATA E GENETICA (2CFU = 30 ore) INSEGNAMENTO: BASI MOLECOLARI E CELLULARI DELLA VITA (5 CFU) Biologia Applicata e Genetica (2CFU) Biochimica (2CFU) Fisica (1 CFU)  CARATTERISTICHE DEGLI ORGANISMI VIVENTI BIOMOLECOLE DNA PROTEINE RIPRODUZIONE  FACILITARE LA COMPRENSIONE DELLE DISCIPLINE SPECIALISTICHE PATOLOGIE → CELLULA E MACROMOLECOLE https://www.unistudium.unipg.it/unistudium/login/index.php  Garante della privacy La lezione può essere registrata esclusivamente per fini personali. Quindi - per il Garante - se uno studente decide di utilizzare un registratore per memorizzare i contenuti della lezione può farlo, sempre nel rispetto della dignità e dell'immagine dei soggetti coinvolti, a condizione di utilizzare il materiale così realizzato solo per lo studio individuale. Quando però si tratta di utilizzare strumenti come cellulari e smartphone bisogna considerare che pur riprendendo le lezioni, i video e le foto non possono Tale pratica, in molti casi essere inseriti sul web. ritenuta normale da tanti studenti, abituati a “postare” di tutto sui network può costituire grave violazione della  1) R. Roberti - C. Antognelli - G. Alunni Bistocchi - V.N. Talesa Biochimica e Biologia per le professioni sanitarie McGrawHill Education 2) P. Bonaldo, S. Duga, R. Pierantoni, P. Riva, MG. Romanelli Biologia e Genetica EdiSES  Acquisizione di conoscenze  collegamento e integrazione delle conoscenze acquisite  Iscrizione nel SOL (Segreteria On Line)  D1-D15 D1. Le conoscenze preliminari possedute sono risultate sufficienti per la comprensione degli argomenti previsti nel programma d’esame? D3. Il materiale didattico è adeguato per lo studio della materia? D6. Il docente stimola/motiva l’interesse verso la disciplina? D7. Il docente espone gli argomenti in modo chiaro? D8. Le attività didattiche integrative (esercitazioni, laboratori, seminari, ecc) sono utili all’apprendimento? D14. L’organizzazione del tirocinio nel suo complesso è risultata positiva? (domanda riferita al solo tirocinio)  Βιολογία composto da βίος, bìos = "vita" e λόγος, lògos = "studio") ORGANIZZAZIONE CELLULARE  TEORIA TEORIA CELLULARE CELLULARE A) A)LA LA CELLULA CELLULA ÈÈ L’UNITÀ L’UNITÀ (strutturale (strutturale ee funzionale) funzionale) FONDAMENTALE FONDAMENTALE DELLA DELLA MATERIA MATERIA VIVENTE VIVENTE B) B) LE LE CELLULE CELLULE DERIVANO DERIVANO ESCLUSIVAMENTE ESCLUSIVAMENTE DALLA DALLA DIVISIONE DIVISIONE DI DI ALTRE ALTRE CELLULE CELLULE ORGANISMI PLURICELLULARI ((lele loro ORGANISMI PLURICELLULARI loro cellule cellule vivono vivono in in gruppi gruppi coordinati coordinati che che risultano risultano così così interdipendenti interdipendenti da da non non poter poter sopravvivere sopravvivere da da soli; soli; es: es:piante pianteed edanimali) animali) ORGANISMI UNICELLULARI (singole ORGANISMI UNICELLULARI (singole cellule) cellule) Ameba, Euglena, Paramecio, Foraminiferi, Plasmodio  ORGANIZZAZIONE CELLULARE EUCARIOTE PROCARIOTE  ISTRUZIONI ISTRUZIONI CHIMICHE CHIMICHE ((che che controllano controllano la la struttura struttura ee la la funzione funzione delle delle cellule) cellule) DNA Hanno la capacità di dare vita ad altri individui della stessa specie Riproduzione sessuata CRESCITA e SVILUPPO Tutti gli organismi devono crescere e svilupparsi sia per raggiungere le dimensioni che il livello di complessità che caratterizza la specie ADATTAMENTO ALL’AMBIENTE (OMEOSTASI: mantenimento di una condizione stazionaria interna grazie a risposte che compensano i cambiamenti avvenuti nell’ambiente esterno)  EVOLUZIONE Gli adattamenti non sono processi immediati ma si perfezionano nel corso di molte generazioni favorendo la sopravvivenza degli individui meglio adattati. Come risultato, nel corso del tempo, le caratteristiche della popolazione cui tali organismi appartengono appaiono cambiate. UNA UNACELLULA CELLULAE’ E’COSTITUITA COSTITUITADA DAUN UNSISTEMA SISTEMACHIMICO CHIMICO ALTAMENTE ALTAMENTEORGANIZZATO ORGANIZZATO  MACROMOLECOLE MACROMOLECOLE BIOLOGICHE BIOLOGICHE oo BIOMOLECOLE BIOMOLECOLE CATENA DI UNITA’ STRUTTURALI CHE SI RIPETONO STRUTTURE COMPLESSE OTTENUTE DALL’ASSEMBLAGGIO DI UNITÀ PIÙ PICCOLE (MONOMERI) MEDIANTE FORMAZIONE DI LEGAMI COVALENTI. REAZIONE DI POLIMERIZZAZIONE REAZIONE CHE PORTA ALLA FORMAZIONE DEI LEGAMI COVALENTI FRA I MONOMERI A DARE IL POLIMERO  MACROMOLECOLE MACROMOLECOLE BIOLOGICHE BIOLOGICHE oo BIOMOLECOLE BIOMOLECOLE ACIDI ACIDI CARBOIDRATI CARBOIDRATI LIPIDI LIPIDI PROTEINE PROTEINE NUCLEICI NUCLEICI  ACIDI ACIDI NUCLEICI NUCLEICI Nucleotide Nucleotide Nucleotide Nucleotide Nucleotide Nucleotide Nucleotide Nucleotide Nucleotide DNA LEGAME FOSFODIESTERICO ACIDO DESOSSIRIBONUCLEICO RNA NUCLEOTIDE ACIDO RIBONUCLEICO  PARTE VARIABILE BASI AZOTATE DEL NUCLEOTIDE  ZUCCHERO a 5 atomi di C DESOSSIRIBOSIO RIBOSIO  LEGAME LEGAME LEGAME LEGAMECOVALENTE COVALENTE FOSFODIESTERICO FOSFODIESTERICO TRA TRAIL ILGRUPPO GRUPPO OSSIDRILE OSSIDRILE(-OH) (-OH)LEGATO LEGATO AL ALC3’ C3’DI DIUN UN NUCLEOTIDE NUCLEOTIDEED EDIL IL 5’ Base azotata GRUPPO GRUPPOFOSFATO FOSFATO(-P) (-P) 1’ LEGATO LEGATOALALC5’ C5’DI DIUN UN Gruppo 4’ NUCLEOTIDE NUCLEOTIDE 3’ 2’ fosfato ADIACENTE ADIACENTE Zucchero IL PRIMO NUCLEOTIDE DI UNA CATENA AVRA’ 5’ Base azotata SEMPRE LIBERA 4’ 1’ L’ESTREMITA’ 5’P Gruppo 3’ 2’ MENTRE L’ULTIMO fosfato NUCLEOTIDE AGGIUNTO Zucchero AVRA’ LIBERA L’ESTREMITA’ 3’OH. DIREZIONALITA’ 5’P→ 3’OH  IN UNA CATENA POLINUCLEOTIDICA SI IDENTIFICA UNO SCHELETRO COSTITUITO DA UNA REGOLARE ALTERNANZA DI MOLECOLE DI ZUCCHERO E DI ACIDO FOSFORICO (PARTE INVARIANTE) DA QUESTO SCHELETRO SPORGONO LE BASI AZOTATE (PARTE VARIABILE)  5’ Base azotata 1’ 4’ Gruppo 3’ 2’ fosfato Zucchero 5’ Base azotata 1’ 4’ Gruppo 3’ 2’ fosfato Zucchero 5’ Base azotata 1’ 4’ DNA ed RNA POLIMERASI Gruppo 3’ 2’ fosfato Zucchero 5’ Base azotata 4’ 1’ Gruppo 3’ 2’ fosfato Zucchero  STRUTTURA IL DNA È COSTITUITO DA DUE CATENE (ELICHE, FILAMENTI) POLINUCLEOTIDICHE TRA LORO COMPLEMENTARI ed ANTIPARALLELE AVVOLTE NELLO SPAZIO, INTORNO AD UN ASSE VIRTUALE  FUNZIONE MOLECOLA DELL’EREDITARIETA’ (REPLICAZIONE o SINTESI DEL DNA) CONTIENE L’INFORMAZION E PER COSTRUIRE LE PROTEINE DELLA CELLULA  STRUTTURA SINGOLA ELICA PUO’ FORMARE UNA STRUTTURA DI ORDINE SUPERIORE FORMANDO DEI TRATTI A DOPPIO FILAMENTO GRAZIE ALLA FORMAZIONE DI LEGAMI IDROGENO FRA BASI COMPLEMENTARI (AU e GC) RNA RIBOSOMIALE (rRNA): costituente dei ribosomi RNA MESSAGGERO (mRNA): porta l’informazione che deve essere tradotta in proteina RNA DI TRASFERIMENTO (tRNA): Trasporta gli amminoacidi durante la sintesi proteica  Funzioni di regolazione di vari processi Piccoli RNA biologici cellulari citoplasmatici (scRNA) Piccoli RNA nucleari (snRNA) Piccoli RNA nucleolari (snoRNA) microRN A (miRNA)  FUNZIONE COPIARE LE INFORMAZIONI CONTENUTE NEL DNA E RENDERLE UTILIZZABILI PER PRODURRE LE PROTEINE REGOLATORE  Triptofano Triptofano Arginina Alanina Prolina Valina Valina Valina Lisina LEGAME PEPTIDICO 20 DIVERSI AMMINOACIDI STRUTTURA PRIMARIA geneticamente predeterminata LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DI UNA PROTEINA PROTEINE FIBROSE funzione strutturale (resistenza meccanica, proprietà elastiche)  PROTEINE GLOBULARI essenziali allo svolgimento delle funzioni cellulari non strutturali Es: Es:CATALISI CATALISI(ENZIMI), (ENZIMI), TRASPORTO (MEMBRANA) TRASPORTO (MEMBRANA) COMUNICAZIONE COMUNICAZIONE (RECETTORI, (RECETTORI,ORMONI, ORMONI, FATTORI DI CRESCITA), FATTORI DI CRESCITA), REGOLAZIONE REGOLAZIONE  LEGAME LEGAME TRA TRA ATTIVITÀ ATTIVITÀ BIOLOGICA BIOLOGICA EE STRUTTURA STRUTTURA TRIDIMENSIONALE TRIDIMENSIONALE DIDI UNA UNA PROTEINA PROTEINA DENATURAZIONE ROTTURA DEI LEGAMI DEBOLI PERDITA PERDITADELLE DELLESTRUTTURE STRUTTURE TRIDIMENSIONALI TRIDIMENSIONALIDELLA DELLA PROTEINA PROTEINA --PERDITA PERDITADELLA DELLAFUNZIONE FUNZIONE BIOLOGICA BIOLOGICA  MOLTE MALATTIE SONO DOVUTE AL DIFETTOSO RIPIEGAMENTO DI UNA PROTEINA Alcune patologie derivano da proteine che non hanno la loro conformazione e tendono a formare grossi aggregati: malattia di Alzheimer (placche amiloidi nel SNC), l’ encefalopatia spongiforme nei bovini o malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD) negli esseri umani (PRIONE) Gli aggregati si accumulano nei tessuti nervosi e ne provocano la morte cellulare  Monosacacrie Monosacacride Monosacacride GLUCIDI, Monosacacride LEGAME GLICOSIDICO Monosacacride Monosacacride GLUCIDI, ZUCCHERI, ZUCCHERI, CARBOIDRATI CARBOIDRATI  COSTITUISCONO LE GLICOPROTEINE E I GLICOLIPIDI RICONOSCIMENTO CELLULA-CELLULA SMISTAMENTO DELLE PROTEINE ANTIGENI DI MEMBRANA DEI GRUPPI SANGUIGNI INSOLUBILITÀ IN ACQUA E AFFINITÀ PER I SOLVENTI APOLARI E PER GLI ALTRI LIPIDI