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Riassunto e appunti dell'esame basi biologiche dell'attività psichica Psicobiologia Università degli studi dell'Aquila (UNIVAQ) 47 pag...

Riassunto e appunti dell'esame basi biologiche dell'attività psichica Psicobiologia Università degli studi dell'Aquila (UNIVAQ) 47 pag. Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) RIASSUNTI(DI(“BASI(BIOLOGICHE(DELL'ATTIVITA'(PSICHICA”((MANGIA)" CAPITOLO"1( Atomo:"complesso"formato"da"particelle"subatomiche:"gli"elettroni,"i"protoni(e"i"neutroni."Questi"ultimi"due" si"uniscono"insieme"a"formare"il"nucleo"dell’atomo,"attorno"al"quale"si"muovono"gli"elettroni."Sia"i"protoni" che" i" neutroni" possono" a" loro" volta" essere" scomposti" in" particelle" più" piccole" chiamate" quark( mentre" gli" elettroni"non"sono"divisibili"per"cui"insieme"ai"quark"sono"definiti"particelle"fondamentali"indivisibili.( Il( protone" ha" carica" elettrica" positiva" e" in" numero" di" protoni" presenti" in" un" atomo" dà" il"numero( atomico" dello"stesso"(indicato"con"valore"Z)."Esso"ha"una"massa"di"2000"volte"superiore"a"quella"dell’elettrone.( Il(neutrone"ha""carica"neutra"e"la"stessa"massa"del"protone."Insieme"a"lui"costituisce"il"nucleo"dell’atomo.( L’elettrone"ha"carica"elettrica"negativa"e"in"un"atomo"ruota"intorno"al"nucleo"(orbitale"è"questa"regione"in" cui"l’elettrone"ruota)""in"eguale"numero"rispetto"ai"protoni."E’"l’elettrone"che"determina"la"reattività"di"un" atomo" per" cui" conoscendo" il" numero" atomico" di" quest’ultimo" si" possono" conoscere" anche" le" proprietà" chimiche"dello"stesso."" In" genere" gli" atomi" sono" neutri" perché" il" numero" degli" elettroni" tende" a" eguagliare" quello" dei" protoni," quindi"il""numero"atomico"ci"dà"anche"quello"degli"elettroni." I"vari"tipi"di"atomi"sono"detti"elementi(e"sono"raggruppati"in"base"al"numero"atomico,"fino"a"92"quelli"che"si" trovano"in"natura"(da"0"a"46"neutroni),"gli"altri"con"numero"superiore"sono"costruiti"artificialmente." Oltre"al"numero"atomico"un"atomo"è"caratterizzato"dal"numero(di(massa"cioè"dal"numero"totale"di"protoni" e"neutroni"(indicato"con"lettera"A)."Atomi"appartenenti"allo"stesso"elemento"cioè"con"stesso"valore"di"Z"ma" con"diverso"valore"di"A"sono"detti"isotopi(dell’elemento."Il"peso(atomico"è"la"media"ponderale"delle"masse" dei" diversi" isotopi" costituenti" la" miscela" di" atomi." Alcuni" isotopi" sono" molto" instabili" per" cui" tendono" a" decadere"in"atomi"più"stabili,"cedendo"energia"sotto"forma"di"radiazioni,"per"questo"sono"detti"radiotattivi.( Le( proprietà( chimiche" di" un" atomo" dipendono" dal" numero" e" dalla" distribuzione" degli" elettroni." Essi" si" distribuiscono"su"vari"livelli(energetici,"il"primo"(chiamato"K)"è"quello"più"vicino"al"nucleo"e"il"suo"elettrone"" è"quello"meno"ricco"di"energia,"più"ci"si"allontana"dal"nucleo"più"alta"è"l’energia"dell’elettrone."Il"secondo"si" chiama"L."Ogni"orbitale"può"accogliere"massimo"due"elettroni"che"girano"in"verso"opposto."Il"primo"orbitale" ha"forma"sferica"(indicato"con"la"lettera"S(sharp),"i"seguenti"3"a"manubrio"(P(principal),"poi"possono"avere" forme"più"complesse." Perché"un"elemento"sia"stabile"deve"avere"lo"stesso"numero"di"elettroni"e"protoni"per"cui"gli"elementi"che" avranno"tutti""i"livelli"orbitali"occupati"dal"numero"di"elettroni"necessario"tenderanno"ad"essere"stabili"e"non" interagire" con" altri" elementi:" lo" sono" soltanto" i( gas( nobili," per" questo" detti" inerti." Saranno" invece" molto" reattivi"quelli"che"mancano"di"un"solo"elettrone"per"completare"il"livello,"come"gli"alogeni"o"quelli"che"ne" hanno" solo" uno" nell’orbitale" esterno," i" metalli" alcalini." I" primi" però" tendono" a" saturare" il" loro" livello" energetico" prendendo" dagli" altri" elementi" " l’elettrone" mancante," mentre" i" metalli" alcalini" tenderanno" a" cedere"l’unico"elettrone"che"hanno"nel"loro"livello"così"da"scendere"al"sotto"livello"saturo."" Classificando" gli" elementi" per" numero" atomico" crescente" si" ottiene" un" sistema" periodico" degli" elementi" chiamato"Tavola(di(Mendeleev,"divisa"in"righe"e"colonne."Nelle"prime"ci"sono"i"livelli"elettronici"principali" mentre" nelle" seconde" il" numero" di" elettroni" posseduti" da" ciascun" atomo" in" ciascun" livello." Elementi" della" stessa"colonna"sono"simili,"per"questo"raggruppati"in"gruppi." " I" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected])  " Sono"gli"elettroni"degli"orbitali"esterni"che"danno"origine"alle"reazioni(chimiche."Essi"si"definiscono"elettroni" di"valenza."I"legami"chimici"sono"necessari"per"raggiungere"la"massima"stabilità"energetica,"cioè"ogni"atomo" deve" contenere" il" minimo" possibile" di" energia" potenziale." " Tolti" i" gas" nobili" tutti" gli" altri" elementi" interagiscono"tra"loro"per"arrivare"alla"stabilità"energetica." La"materia"tende"sempre"a"raggiungere"condizioni"di"massima(stabilità(energetica,"ovvero"condizioni"in"cui" contenga"la"minima(quantità(possibile(di(energia(potenziale." Dai"legami"chimici"forti,"chiamati"covalenti,"nascono"le"molecole."Il"peso(molecolare"è"la"somma"dei"pesi" atomici"degli"atomi"costituenti"la"molecola."La"mole"invece"è"la"sua"quantità"in"grammi"corrispondente"al" valore" in" dalton" del" suo" peso" molecolare," e" comprende" sempre" lo" stesso" numero" di" molecole," indipendentemente"da"tutto."Questo"numero"si"chiama"numero(di(Avogadro."La"molarità"di"una"sostanza"è" definita"come"il"numero"di"moli"della"stessa"presenti"in"1"litro"di"soluzione." Un"legame"si"definisce"covalente"quando"due"atomi"mettono"in"comune"uno"o"più"elettroni"per"giungere" alla"saturazione."Se"condividono"un"solo"elettrone"è"un"legame(semplice,"altrimenti"viene"definito"doppio(o( triplo" legame" quando" ne" condivide" rispettivamente" due" o" tre." Nella" formula" questo" tipo" di" legame" viene" indicato"con"un"trattino"(o"due"o"tre"negli"altri"casi),"più"raramente"con"dei"puntini"(ognuno"dei"quali"è"un" elettrone)."La"forza"di"attrazione"tra"due"atomi"di"una"molecola"si"chiama"energia(di(legame"(kcal/mole)"e"la" distanza"tra"i"nuclei"è"detta"lunghezza(di(legame."" Gli"elettroni"così"condivisi"ruotano"intorno"ai"nuclei"creando"una"nube"elettronica"che,"nel"caso"di"legame" con"molecole"di"atomi"diversi"si"distribuisce"in"maniera"asimmetrica"intorno"ai"loro"nuclei."In"questo"caso"il" legame" si" chiama" covalente( polarizzato( (es." H2O)." Questa" asimmetria" deriva" dalla" capacità" che" hanno" gli" atomi"stessi"di"attrarre"o"cedere"elettroni.""Se"agli"atomi"mancano"pochi"elettroni"per"saturare"il"loro"livello" tenderanno"ad"attrarli"e"in"questo"caso"si"definiscono"elettronegativi,"se"invece"ne"hanno"pochi"tenderanno" a" cederli," e" si" definiranno" elettropositivi." Molecole" con" nube" elettronica" asimmetrica" si" definiscono" molecole(polari(e"sono"altamente"idrofile."Le"molecole"con"nube"simmetrica"si"definiscono"invece"apolari"e" sono" fortemente" elettronegative" (elettronegatività" degli" atomi" simile" che" forma" una" distribuzione" omogenea)"e"altamente"idrofobe,"non"si"sciolgono"cioè"nell’acqua"(es."metano"o"benzene)." Un"atomo"può"cedere"o"acquistare"completamente"elettroni"perdendo"la"sua"condizione"di"carica"neutrale," diventando"positivo"(catione)"o"negativo"(anione)."Esso"si"definisce"ione(e"il"legame(ionico"è"quello"che"si" " II" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) crea"tra"gli"ioni"di"segno"opposto"che"si"attraggono"l’un"l’altro."Ne"sono"un"esempio"i"sali."I"solventi"polari"" (come"l’acqua)"distruggono"la"struttura"di"quest’ultimi." Oltre" ai" legami" ionici" e" covalenti" ci" sono" i" legami( deboli," cioè" l’interazione" tra" atomi" che" appartengono" a" molecole"diverse,"che"si"formano"e"si"distruggono"con"estrema"facilità."In"essi"sono"comprese"le(forze(di(van( der(Waals"che"sono"un"compromesso"tra"forze"attrattive"e"repulsive"degli"atomi,"che"tendono"a"mantenersi" a" una" distanza" caratteristica." Questa" forza" si" fonda" sulle" interazioni" tra" le" cariche" positive" di" un" atomo," contenuta"nel"suo"nucleo"e"le"cariche"negative"di"un"altro,"contenuta"nella"sua"nube"elettronica."Le"forze"di" van" der" Waals" tengono" unita" la" materia" e" responsabili" delle" forme" in" cui" essa" si" presenta" (solida^liquida^ gassosa)"in"relazione"all’aumento"di"temperatura."Un"esempio"è"il"legame(di(idrogeno(o"ponte(idrogeno:"in" esso" un" atomo" di" H" reso" positivo" dal" legame" covalente" con" uno" elettronegativo" viene" attratto" elettrostaticamente"da"un"altro"atomo"negativo."La"sua"energia"di"legame"è"a"metà"tra"le"forze"di"van"der" Waals"e"il"legame"covalente."Sono"molto"importanti"perché"stabilizzano"la"struttura"delle"proteine"e"degli" acidi"nucleici,"oltre"a"formarsi"tra"le"molecole"d’acqua." Dei" 92" elementi" presenti" sul" pianeta" solo" 23," detti" bioelementi( sono" costituenti" della" materia." Di" questi," L’idrogeno((H),(il(carbonio((C),(l’ossigeno((O)(e(l’azoto((N)"da"soli"costituiscono"il"99%"del"corpo"umano"e"si" chiamano" macroelementi." " Sono" invece" microelementi" quelli" più" scarsi," tipo" il" calcio" o" il" fosforo," ma" che" sono" cmq" elementi" obbligati" e" ubiquitari" per" gli" organismi." Infine" gli" oligoelementi" sono" presenti" solo" in" tracce" nella" materia" vivente" ma" svolgono" cmq" importanti" funzioni." La" caratteristica" dei" macroelementi" è," oltre" a" quella" di" essere" molto" abbondanti" sul" pianeta," quella" di" legarsi" stabilmente" tra" di" loro" tramite" la" formazione"di"legami"covalenti,"sia"polarizzati"che"non"e"tramite"essi"si"costituiscono"un"numero"infinito"di" molecole." Il"corpo"umano"è"costituito"per"il"70%"del"suo"peso"di"acqua."La"molecola"di"acqua"è"costituita"da"un"atomo" di" ossigeno," al" centro" e" due" atomi" di" H" ad" esso" legati" covalentemente" che" formano" una" V" ai" lati," completamente"saturi"di"elettroni,"per"questo"è"una"molecola"molto"stabile."Si"chiama"dipolo"perché"il"suo" vertice"O"ha"una"carica"fortemente"negativa"mentre"le"braccia"H"hanno"una"carica"molto"positiva."Questa" organizzazione"fa"si"che"l’acqua"possa"stabilire"legami"di"idrogeno""sia"con"altre"molecole"polari"che"tra"di" loro." Sono" però" legami" molto" deboli" per" cui" quando" l’acqua" è" allo" stato" liquido" le" sue" molecole" sono" in" continua"agitazione"termica"e"creano"continui"legami"che"si"spezzano"e"si"ricreano."Se"invece"la"temperatura" sale"e"arriva"a"100"gradi"l’intensità"del"movimento"è"talmente"forte"che"impedisce"qualsiasi"formazione"di" legami"di"H"tra"le"molecole"per"cui"diventa"gassosa"perché"esse"si"allontanano"tra"di"loro."Diversamente"se" la"temperatura"scende"a"0"gradi"o"sotto,"il"movimento"molecolare"diminuisce"al"punto"tale"che"i"legami"di" idrogeno" non" possono" più" essere" rotti" perché" manca" l’energia" sufficiente" per" cui" si" forma" il" ghiaccio" con" molecole"equidistanti"e"legate"tra"loro"da"quattro"legami"di"idrogeno."A"causa"di"questi"legami"la"distanza" tra"le"varie"molecole"è"maggiore"rispetto"all’acqua"liquida"per"cui"la"densità"del"ghiaccio"è"minore"rispetto" all’acqua"che"è"invece"molto"densa."L’acqua"ha"anche"un’elevata"coesione"per"via"dei"molteplici"legami""che" rende"le"varie"molecole"acquose"attratte"l’una"all’altra,"inoltre"per"questo"ha"anche"una"elevata"tensione" superficiale,"in"quanto"i"legami"di"idrogeno"si"posizionano"nel"basso"(per"cui"gli"insetti"possono"correre"sulla" sua" superficie" senza" sprofondare).L’acqua" ha" anche" un" elevato" potere( solvente," per" effetto" della" sua" capacità" di" legarsi" alla" superficie" di" ioni" e" molecole" polari," per" cui" scioglie" con" facilità" ad" esempio" gli" zuccheri" (creando" un" velo" di" acqua( legata" o" guscio( di( idratazione" che" solubilizza" la" molecola" attraverso" legami"deboli)"o"i"sali"(grazie"al"suo"potere"ionizzante"l’acqua"scinde"gli"ioni"del"sale)." Infine,"un’importante"caratteristica"dell’acqua"è"che"essa"si"ionizza,"può"cioè"creare"legami"di"idrogeno"tra" gli" stessi" H" presenti" nella" sua" molecola," creando" due" nuove" molecole" ionizzate:" io" ione( idronio" che" ha" formula" H3O+" e" uno" ione( ossidrile" con" formula" OH^." Questi" legami" si" creano" continuamente" cosicché" la" quantità" degli" ioni" idronio" e" ossidrili" è" sempre" stabile," generando" la" neutralità( dell’acqua." Per" questo" si" definisce"il"suo"PH"(concentrazione"di"H+"in"una"soluzione)"neutro."Se"però"in"essa"vengono"sciolti"degli"acidi" che"per"natura"hanno"elevate"concentrazioni"di"H+"il"valore"si"altera,"gli"ossidrili"diminuiranno,"il"PH"salirà"e" la" sostanza" si" definisce" acida." Se" invece" si" sciolgono" sostanze" povere" come" l’ammoniaca" (capace" cioè" di" rilasciare"OH^)"aumenterà"il"numero"di"ossidrili"per"cui"il"valore"di"PH"scenderà"e"si"chiama"sostanza"basica." Di"norma"l’interno"delle"cellule"è"leggermente(basico((PH(7,5)." " III" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) La"materia"vivente"è"però"formata"anche"da"molecole(idrofobe"(se"no"alla"prima"pioggia"scompariremmo!!!" !)" che" sono" fortemente" repulse" dall’ambiente" acquoso" per" cui" si" avvicinano" tra" di" loro" creando" compartimenti(idrofobi(dove"l’acqua"non"può"entrare."E’"il"caso"della"superficie"delle"membrane"cellulari." Il" carbonio" è" uno" degli" elementi" fondamentali" nella" costruzione" delle" molecole" grazie" alle" particolari" proprietà" del" suo" atomo." La" branca" della" chimica" che" studia" i" composti" del" carbonio" sia" naturali" che" di" sintesi" si" chiama" chimica( organica." Il" carbonio" ha" la" caratteristica" di" formare" quattro" legami" covalenti," doppi," singoli" o" tripli" legami." Mentre" il" legame" singolo" in" una" molecola" policarboniosa" è" rotazionale" cioè" permette"che"ciascuno"dei"due"C"ruotino"liberamente"tra"loro,"i"doppi"e"i"tripli"legami"non"ruotano"e"nelle" molecole"biologiche"costituiscono"pertanto"punti"di"rigidità."Data"la"grande"varietà"di"questo"atomo"a"parità" di" molecola" possono" esistere" diverse" forme" alternative" della" stessa" chiamate" isomeri," detti" di" struttura" quando"differiscono"per"la"diversa"posizione"degli"atomi"che"la"costituiscono,"ottici"quando"sono"speculari" l’uno"dell’altro." L’idrogeno"e"gli"alogeni"possono"formare"un"solo"legame,"l’ossigeno"e"lo"zolfo"due,"l’azoto"tre." I" composti" organici" possono" essere" classificati" in" base" a" gruppi( funzionali," quando" hanno" una" serie" di" caratteristiche"simili"che"costituisce"il"loro"scheletro"a"cui"poi"l’aggiunta"di"una"molecola"policarboniosa"la" porta" ad" acquisire" caratteristiche" specifiche" proprie" raggruppabili" in" un" gruppo" funzionale." Sono" gruppi" funzionali:" Gli"Alcali"che"sono"della"famiglia"degli"idrocarburi(e"nascono"dall’unione"di"molecole"di"carbonio"e"idrogeno." Sono" sature" perché" il" carbonio" fa" legami" semplici" (con" un" solo" elettrone)." In" essi" troviamo" il" metano," il" butano," l’etano" e" il" propano." Sono" tutti" definiti" paraffine" e" appartengono" alla" classe" dei" combustibili." Il" petrolio"stesso"è"formato"da"idrocarburi."La"tetrossodina"è"formata"da"un"ciclo"di"carboni." "Gli"Alcheni"sono"anche"essi"idrocarburi,"ma"hanno"desinenza"ene(perché"formati"da"doppi"legami"carbonio^ carbonio." In" questo" caso" sono" insaturi" e" ne" sono" un" esempio" l’isoprene" (che" fa" la" foschia" sui" monti)" il" carotene"e"il"licopene"(il"primo"nelle"carote,"l’altro"nei"pomodori)." Gli" alchini" sono" invece" formati" da" tripli" legami" di" carbonio" e" sono" insaturi" come" ad" esempio" come" i" fluorocarburi." Gli" alcoli" appartengono" al" gruppo" degli" ossidrili" in" cui" un" atomo" di" ossigeno" è" legato" a" uno" di" idrogeno." Hanno"desinenza"olo"e"comprendono"tutti"gli"alcol"con"uno"o"più"gruppi"alcolici."Sono"altamente"idrofili."Un" esempio"è"la"glicerina."" Simili" agli" alcoli," ma" con" lo" zolfo" al" posto" dell’ossigeno" sono" i" tioli," caratteristici" per" il" cattivo" odore" che" emanano."Anche"il"caffè"ne"contiene"tracce."Appartengono"al"gruppo"dei"sulfidrili." Gli"eteri"sono"formati"da"entrambi"gli"atomi"di"ossigeno"legati"a"un"solo"carbonio."Hanno"desinenza"etere." Sono"del"gruppo"dei"carbossili." Nei" gruppi" idrofobi," fortemente" apolari," con" desinenza" ile" comprendiamo" gli" aromatici," derivati" dalla" molecola"esagono"aromaticadel"benzene"e"il"gruppo"metile"derivato"dal"metano." Le"ammine,"tutte"derivate"dall’ammoniaca,"presentano"forti"caratteristiche"di"basicità." Infine"abbiamo"gli"aldeidi"e"i"chetoni"in"cui"un"ossigeno"ha"un"doppio"legame"con"il"carbonio."E’"un"esempio"" l’acetone"o"la"formaldeide."Sono"del"gruppo"dei"carbonili." CAPITOLO"2" Della"infinita"varietà"dei"composti"organici"alcuni"sono"sintetizzati"o"utilizzati"dagli"organismi"viventi"e"sono" per"questo"molto"importanti."La"chimica(biologica"studia"questi"composti"tra"cui"i"più"importanti"sono"gli" zuccheri,"i"lipidi,"gli"amminoacidi,"i"nucleotidi."La"loro"importanza"è"data"dal"fatto"che""sono"costituenti"della" " IV" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) materia"vivente"e"inoltre"si"assemblano"per"costituire"le"macromolecole"ovvero"le"molecole(polimeriche"di" grandi" dimensioni" che" sono" alla" base" delle" complicate" funzioni" cellulari." " Oltre" a" ciò" queste" molecole" semplici"sono"alla"base"di"altre"piccole"molecole"come"ad"esempio"tra"gli"zuccheri"il"glucosio"è"il"precursore" del"glicogeno"o"del"fruttosio.""Tra"i"lipidi"gli"acidi"grassi"sono"precursori""dei"grassi"di"accumulo"e"delle"cere"e" di"una"serie"di"altre"piccole"molecole"che"regolano"la"funzione"di"neurotrasmissione."Gli"amminoacidi"sono" precursori" delle" proteine" e" di" importanti" ormoni" che" regolano" il" sistema" nervoso" centrale" mentre" i" nucleotidi"sono"precursori"degli"acidi"nucleici"e"sono"i"depositi"dell’energia"chimica"di"pronto"utilizzo." Gli""zuccheri(sono"una"classe"di"molecole"organiche"chiamati"carboidrati"o"idrati"di"carbonio,"la"cui"formula"è" CH2O."Sono"degli"alcoli(polivalenti"(hanno"cioè"almeno"due"gruppi"ossidrili)"con"un"gruppo"aldeidico"o"uno" chetonico."Gli"zuccheri"semplici,"i"monosaccaridi"sono"classificati"in"base"al"numero"dei"loro"atomi"di"C."La" desinenza" degli" zuccheri" è" oso" o" osio" e" tra" i" più" importanti" abbiamo" il" glucosio," il" ribosio," precursore" dell’RNA" (acido" ribossinucleico)" e" il" 2^desossiribosio," precursore" dell’acido" desossiribonucleico," comunemente"chiamato"DNA."Avendo"molti"ossidrili"gli"zuccheri"sono"altamente"idrofili"per"cui"si"sciolgono" molto"bene"nell’acqua""perdendo"la"loro"tipica"organizzazione"cristallina." Vista" la" sua" enorme" importanza" tutti" gli" organismi" trasportano" lo" zucchero." Nei" mammiferi" esso" è" trasportato" dal" sangue" come" monosaccaride" e" viene" poi" accumulato" nelle" cellule" come" glicogeno." Nelle" piante" verdi" invece" viene" sintetizzato" con" la" fotosintesi" " e" poi" trasportato" alle" parti" della" pianta" grazie" al" fatto"che"le"molecole"di"glucosio"sono"legate"a"due"a"due"(disaccaridi)"e"non"diventano"più"disponibili"per"i" processi"metabolici."Questo"legame"si"chiama"legame(glicosidico"ed"essendo"molto"stabile"può"essere"rotto" solo"da"speciali"enzimi,"chiamati"glicosidasi."Sono"esempi"di"disaccaridi,"il"maltosio,"il"fruttosio,"il"saccarosio" e" il" lattosio." Quest’ultimo" viene" sintetizzato" per" essere" prontamente" usato" dall’uomo" tramite" un" enzima" detto"lattasi."La"sua"assenza"genera"la"famosa"intolleranza"al"lattosio." L’accumulo"stabile"dell’eccedenza"di"glucosio"disponibile"è"ottenuta"mediante"la"polimerizzazione"di"unità" mono"e"disaccaridi"dando"origine"a"molecole"polimeriche"dette"polisaccaridi."I"vari"polisaccaridi"differiscono" tra" di" loro" non" solo" per" i" legami" tra" i" vari" zuccheri" ma" anche" per" la" presenza" di" ramificazioni" laterali." " I" polisaccaridi"perdono"la"caratteristica"di"solubilità"e"possono"costruire"aggregati"intracellulari"di"dimensioni" anche"molto"grandi."Essi"si"dividono"in"polisaccaridi(di(riserva"e"polisaccaridi(di(struttura."" Quelli"di"riserva"sono"forme"più"o"meno"temporanee"di"deposito"di"glucosio"che"l’organismo"mette"da"parte" ogni"volta"che"ne"ha"un"eccesso.""Quelli"sintetizzati"dalle"piante"sono"detti"amidi"e"una"volta"sintetizzati"si" avvolgono"in"spirale,"diventando"insolubili,"mentre"quelli"sintetizzati"dagli"animali"sono"chiamati"glicogeno," il"quale"è"molto"abbondante"nel"tessuto"muscolare,"nel"fegato"e"nel"sistema"nervoso." I"polisaccaridi"di(struttura"sono"ad"esempio"la"cellulosa"che"crea"delle"strutture"complesse"disponendosi"in" fasci"paralleli"e"legandosi"tra"loro"con"legami"deboli"dando"origine"alle"microfibrille,"che"legandosi"tra"loro" creano"le"fibrille,"che"intrecciandosi"ulteriormente"danno"vita"alle"fibre,"utilizzate"dalla"cellula"per"costituire" un"nucleo"rigido"esterno"p"come"ad"esempio"il"legno"nel"tronco"dell’albero."Per"tagliare"i"legami"glicosidici" della" cellulosa" è" necessario" un" enzima" specifico,"la" cellulasi" molto" raro" in" natura," per" questo" le" fibre" non" sono"assimilate"dall’uomo,"ma"attraversano"tutto"l’apparato"digerente"e"vengono"espulse"con"le"feci."" Infine"abbiamo"gli"oligosaccaridi,"corti"polimeri"di"zucchero"costituiti"da"poche"unità"monosaccaridi"legate" tra"loro"da"legami"glicosidici."Essi"sono"importanti"componenti"della"membrana"plasmatica"delle"cellule." A" differenza" degli" zuccheri" i" lipidi" hanno" la" caratteristica" di" costituire" un" gruppo" " molto" eterogenee" di" molecole," che" condividono" tra" loro" solamente" un" carattere" di" spiccata" idrofobia," dovuta" alla" presenza" di" elevati"legami"C^H"che"a"causa"della"loro"apolarità"impediscono"alla"molecola"di"interagire"con"l’acqua."Sono" invece" solubili" con" i" solventi" organici" (acetone," etere," ecc.)." Per" questa" loro" caratteristica" le" molecole" lipidiche" tendono" a" essere" repulse" dall’ambiente" acquoso" e" a" riunirsi" tra" loro" creando" dei" veri" e" propri" ambienti"idrofobi,"che"nelle"cellule"corrisponde"alle"superfici"delle"membrane"dove"sono"ospitate"anche"le" molecole(anfipatiche,"caratterizzate"dalla"contemporanea"presenza"di"regioni"idrofile"e"idrofobe."I"lipidi,"in" base"alle"loro"funzioni"biologiche"si"dividono"in:"trigliceridi,"fosfogliceridi"e"gli"steroidi." " V" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) I" trigliceridi" sono" deputati" al" deposito" dell’energia" chimica" per" l’organismo," come" i" polisaccaridi" nello" zucchero." Mentre" in" quest’ultimo" caso" avviene" la" polimerizzazione" del" glucosio" in" amido" o" in" glicogeno" (i" primi"per"le"piante,"gli"altri"per"gli"animali)"che"è"considerata"energia"di"pronto"intervento,"che"può"essere" utilizzata"anche"in"condizioni"di"anaerobiosi((penuria"o"assenza"di"ossigeno),"i"trigliceridi,"che"costituiscono" il"grasso"di"accumulo,"per"poter"essere"utilizzati"necessitano"di"una"situazione"di"aerobiosi"(disponibilità"di" ossigeno)"e"rispetto"ai"polisaccaridi"richiedono"un"tempo"più"lungo"per"poter"essere"utilizzati.""Essi"possono" essere"anche"definiti"come"triYesteri(del(glicerolo"con"acidi"grassi"(molecole"lineari"composte"per"lo"più"da" un"numero"pari"di"atomi"di"C"con"all’estremità"un"gruppo"ossidrile)""in"quanto"derivano"dall’unione"di"un" alcol,"il"glicerolo((glicerina),"con"tre"molecole"di"acidi"grassi."Gli"esteri"sono"composti"organici"prodotti"dalla" condensazione" di" un" acido" con" un" alcol" (esterificazione)." Nella" reazione" chimica" i" 3" ossidrili" dell’glicerolo" reagiscono"chimicamente"con"il"carbossile"(gruppo"funzionale"dove"la"stessa"molecola"di"carbonio"lega"con" entrambe"le"molecole"di"ossigeno)"degli"acidi"grassi"cedendo"una"molecola"di"acqua""e"in"questo"modo"la" molecola"del"trigliceride"diventa"fortemente"idrofoba."Il"suo"grado(di(saturazione"influenza"notevolmente" la" sua" densità" e" punto( di( fusione," oltre" che" il" suo" ingombro" spaziale," molto" più" grande" nei" grassi" saturi" (animali)"che"insaturi"(vegetali)."Nel"nostro"organismo"i"lipidi"sono"prodotti"da"cellule(adipose"che"nel"loro" insieme" costituiscono" il" tessuto" adiposo" dove" le" gocce" di" trigliceridi" in" eccesso" (introdotte" con" il" cibo)" vengono"accumulate"e"schiacciano"il"nucleo"e"il"citoplasma"generando"un"aumento"del"volume"del"tessuto" stesso." Se" con" la" dieta" queste" sostanze" sono" in" sottonumero" rispetto" al" fabbisogno" allora" l’organismo" intacca" la" riserva" di" trigliceridi" nel" tessuto" adiposo," riducendone" il" volume." Un’importante" funzione" del" tessuto" adiposo" è" quella" dell’isolamento" termico," cioè" il" mantenimento" di" una" temperatura" corporea" stabile"evitando"la"dispersione"di"calore."Altra"funzione"è"quella"di"determinare"i"caratteri"sessuali"secondari" in"funzione"della"sua"distribuzione"in"tutto"il"corpo"umano." I"fosfogliceridi(derivano"invece"dall’esterificazione"di"due"soli"acidi(con(il(glicerolo"mentre"la"terza"molecola" di"grasso"reagisce"con"l’acido(fosforico,"a"sua"volta"legato"in"genere"con"un’altra"molecola."In"funzione"del" tipo"di"molecola"i"fosfogliceridi"possono"avere"nomi"diversi"a"seconda"della"piccola"molecola"che"si"attacca" loro"che"in"ogni"caso"avrà"sempre"una"carica,"o"positiva"o"negativa."La"caratteristica"dei"fosfogliceridi"è"di" essere" molecole" anfipatiche," nel" senso" che" hanno" una" testa" (dove" l’acido" fosforico" lega" con" l’altra" molecola)"idrofila"ed"una"coda"fortemente"idrofoba."Poiché"la"testa"può"creare"legami"deboli"con"l’acqua"in" un" ambiente" acquoso" avviene" che" le" teste" dei" fosfogliceridi" si" legano" tra" loro" allontanando" le" code" all’esterno"e"creando"cosi"aggregati"molecolari"lipidici,"allontanati"dall’acqua."" Un" esempio" di" aggregati" molecolari" lipidici" è" dato" dai" saponi," particolari" molecole" anfipatiche" (di" forma" affusolata" e" filiforme)" capaci" di" solubilizzare" nell’acqua" altre" molecole" idrofobe," legandosi" con" loro" e" creando" degli" aggregati," dette" micelle," che" comportano" l’isolamento" dello" sporco." Se" invece" le" molecole" hanno" una" forma" tozza" e" cilindrica" esse" tendono" ad" aggregarsi" tra" di" loro" creando" dei" doppi" strati" molecolari,"come"nel"caso"delle"membrane"cellulari,"in"cui"i"vari"lipidi"sono"strettamente"affiancati""gli"uni" agli"altri"con"la"testa"rivolta"all’esterno"e"la"coda,"di"entrambi"gli"strati"all’interno."Questa"è"la"struttura"di" tutte" le" membrane," quella" plasmatica," del" reticolo" endoplasmatico," dell’apparato" del" Golgi" e" dei" mitocondri,"nonché"di"quelle"che"rivestono"la"mielina."Questi"doppi"strati"molecolari"sono:"1^"molto(stabili( perché" la" simultanea" esistenza" di" parti" idrofile" e" idrofobe" li" rende" resistenti" a" qualsiasi" sollecitazione" esterna," eccezione" fatta" per" i" detergenti." 2" –" sono( impermeabili" alle" molecole" polari," compresi" gli" ioni" in" quanto" le" doppie" facce" esterne" della" molecola" interagiscono" con" l’acqua" circostante" mentre" lo" strato" idrofobo"interno"costituito"dalle"due"code"è"una"barriere"insormontabile"a"meno"che"non"ci"siano"particolari" sistemi" di" trasporto" a" opera" di" alcune" proteine" che" possono" attraversare" la" membrana." 3" –( sono( fluidi" ai" normali"valori"di"temperatura"di"una"cellula."Hanno"quindi"una"consistenza"oleosa"e"questo"permette"loro"di" fare"dei"movimenti"particolari"tipo"quello"di"rotazione(sul(loro(asse,"di"diffusione(laterale,"spostandosi"cioè" lungo"tutta"la"lunghezza"della"membrana,"di"flip(flop,"saltando"dal"monostrato"molecolare"di"appartenenza" a" quello" opposto." Queste" molecole" sono" costituite" prevalentemente" da" fosfogliceridi," ma" non" è" raro" trovare"in"esse"altri"lipidi"in"cui"il"gruppo"fosfato"è"sostituito"da"una"molecola"di"zucchero,"detti"glicolipidi," " VI" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) abbondanti" nei" batteri" e" nelle" piante," oppure" negli" sfingolipidi" delle" nostre" cellule" (anche" della" guaina" mielinica)"con"l’aggiunta"di"un"gruppo"amminico"al"glicerolo."La"membrana"plasmatica"comunque"mantiene" una"certa"omogeneità"di"idrofobia"e"idrofilia"che"garantisce"la"struttura"della"membrana"stessa." Gli"steroidi"sono"infine"molecole"lipidiche"costituite"da"quattro(anelli(policarboniosi"il"cui"più"importante"è" il"colesterolo."Esso"è"un"alcool"e"il"suo"ossidrile"costituisce"la"parte"idrofila"della"molecola."Anch’esso"però"è" anfipatico," per" cui" contribuisce" alla" creazione" delle" membrane" cellulari" aumentando" la" compattezza" e" la" solidità"dello"strato."L’organo"che"nel"corpo"ne"regola"la"produzione"è"il"fegato,"che"lo"riceve"dall’intestino" (può" anche" sintetizzarne" di" nuovo)" e" lo" modifica" per" produrre" gli" acidi" biliari" che" riversati" nell’intestino" aiutano"la"digestione"dei"grassi."Infine"il"fegato"rilascia"il"colesterolo"nel"sangue"legandolo"a"delle"proteine" trasportatrici"che"si"chiamano"lipoproteine(a(bassa(densità"(LDL)."Se"il"colesterolo"proveniente"dalla"dieta"è" troppo" l’eccesso" di" LDL" si" depositerà" sui" vasi" sanguigni" causandone" l’ostruzione" e" favorendo" un" processo" degenerativo"chiamato"aterosclerosi."Oltre"ad"essere"un"costituente(della(membrana(cellulare,"in"quanto"è" presente" spesso" in" pari" numero" rispetto" ai" fosfogliceridi," è" un" importante" precursore( di( alcune( molecole( ormonali(che"regolano"l’equilibrio"idrico,"la"resistenza"allo"stress,"e"le"funzioni"riproduttive"dell’organismo." Le" proteine" sono" macromolecole" (polimeri( lineari)" che" si" costituiscono" mediante" un" processo" di" polimerizzazione"di"piccole"molecole"chiamate"amminoacidi,"che"si"uniscono"tra"di"loro"tramite"il"legame( peptidico."Esistono"20"tipi"di"amminoacidi"che"legandosi"tra"loro"in"vario"modo"possono"creare"le"lunghe"e" differenti" catene" di" proteine" che" ci" sono" nell’organismo." Esse" costituiscono" le" proteine( strutturali," che" formano"le"impalcature"del"citoscheletro,"dei"ribosomi"nell’RNA"e"della"cromatina"nel"DNA."Altre"forme"di" proteine" sono" gli" enzimi," che" svolgono" una" funzione" di" catalizzazione" di" alcune" reazioni" chimiche." Le" proteine(di(membrana"si"trovano"nella"membrana"plasmatica"e"i"fattori(di(trascrizione"regolano"il"processo" di" espressione" genica" sono." Esistono" poi" altre" funzioni" delle" proteine…la" proteina" comunque" si" può" organizzare"in"vari"livelli"di"strutture,"primaria,"secondaria,"terziaria"e"in"alcuni"casi,"quaternaria." Alla" base" della" proteina" c’è" quindi" l’amminoacido," un" insieme" di" molecole" in" cui" sono" presenti" sia" un" carbossile((^COOH,"gruppo"acido)"che"un"gruppo(amminico"(^NH2"gruppo"basico)."Entrambi"sono"legati"allo" stesso"atomo"di"Carbonio"indicato"con"la"lettera"α."Questa"è"la"porzione"comune"di"tutti"gli"amminoacidi," quella"variabile"è"costituita"da"una"catena(laterale,"detta"anche"residuo(R(per"cui,"ad"eccezione"della"glicina" (che"ha"un"solo"atomo"di"H)"l’atomo"C"dell’amminoacido"ha"le"sue"quattro"valenze"legate"ad"atomi"diversi" tra"di"loro"(una"si"lega"con"l’amminico,"una"con"il"carbossile,"uno"con"H"e"l’altra"con"il"residuo"R),"per"questo" l’atomo" di" C" è" asimmetrico." Per" questa" asimmetria" ogni" alfa^amminoacido" può" esistere" in" due" conformazioni(enatiometriche"speculari"(come"le"mani)."I"due"enatiomeri"della"stessa"molecola"sono"anche" detti" sono" isomeri( ottici" (uno" destro" giro" e" uno" levogiro)." Grazie" alla" presenza" di" gruppi" acidi" e" basici" gli" amminoacidi" sono" molecole" anfotere" cioè" si" possono" comportare" sia" come" acidi" che" come" basi." In" un" ambiente"a"pH"neutro"come"l’acqua"il"gruppo"amminico"e"il"carbossile"si"dissociano"subito"e"l’amminoacido" si" solubilizza." Quando" invece" gli" amminoacidi" si" legano" tra" loro" con" il" legame( peptidico" è" il" gruppo" R" che" entra"in"contatto"con"l’ambiente"circostante"determinando"le"proprietà"fisico^chimiche"del"tratto"di"catena" che"esso"costituisce."In"base"a"questo"principio"gli"amminoacidi"si"dividono"in:"( Amminoacidi( polari( neutri" il" cui" gruppo" R" è" polare" e" non" ionizzabile" a" pH" neutro," per" questo" ha" una" spiccata"idrofilia."In"esso"sono"compresi"la"Serina,"la"Treonina"la"Triosina,"L’asparagina"e"Glutamannina.( Amminoacidi( polari( acidi," sono" l’acido" glutammico" e" l’acido" aspartico," che" hanno" un" secondo" carbossile" nella" catena" laterale" per" cui" si" definiscono" biYacidi." E’" ionizzato" per" cui" si" lega" avidamente" con" l’acqua" e" inoltre"conferisce"alla"proteina"una"caratteristica"di"acidità.( Amminoacidi(polari(basici"che"si"ionizzano"catturando"un"H+"dall’ambiente"circostante"rendendolo"basico." Sono"l’arginina,"l’istidina"e"la"lisina.( Amminoacidi(Apolari"che"invece"sono"incapaci"di"interagire"con"le"molecole"d’acqua"circostanti"conferendo" alle" proteine" una" spiccata" idrofobia" e" compongono" le" proteine" che" poi" vanno" a" inserirsi" nella" membrana" plasmatica." Rientra" in" questo" gruppo" la" glicina" la" quale" con" il" solo" atomo" di" idrogeno" crea" una" catena" " VII" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) polipeptidica"che"si"ripiega"formando"un"gomito,"come"nel"caso"del"collagene,"importante"costituente"del" tessuto" connettivo." Ci" sono" poi" alcuni" amminoacidi" che" contengono" un" atomo" di" zolfo," la" metionina" e" la" cisteina." La" prima" svolge" il" ruolo" di" donatore" di" metili" nel" fegato" ed" è" l’amminoacido" di" inizio( della( traduzione."La"cisteina"invece"svolge"un"ruolo"molto"particolare"nella"struttura"delle"proteine." Non"tutti"gli"amminoacidi"sono"sintetizzati"autonomamente."Il"corpo"umano"è"in"grado"di"sintetizzarne"solo" 11"e"poiché"tutti"gli"amminoacidi"sono"essenziali"per"la"creazione"delle"proteine"i"restanti"9"devono"essere" assunti" con" la" dieta." Si" definiscono" pertanto" come" essenziali." Sono" invece" non( essenziali" gli" 11" che" in" carenza"nella"dieta"possono"comunque"essere"sintetizzati"dall’organismo."Un"altro"importante"ruolo"svolto" dagli" amminoacidi" è" quello" di" essere" precursori" di" neurotrasmettitori" o" di" essere" essi" stessi" neurotrasmettitori"come"nel"caso"del"triptofano"che"è"il"precursore"del"neurotrasmettitore"serotonina"e"la" glicina,"che"invece"è"un"neurotrasmettitore"esso"stesso." Gli" amminoacidi" nel" processo" di" sintesi" proteica" si" legano" tra" di" loro" per" creare" la" catena" polipeptidica" attraverso"il(legame(peptidico."Esso"è"un"legame"tra"il"gruppo"–NH2"di"un"amminoacido"e"il"gruppo"–COOH" di" un" altro" amminoacido," con" eliminazione" di" una" molecola" di" acqua." E’" un" legame" molto" particolare" e" stabile"in"termini"energetici"per"via"della"vicinanza"dell’atomo"di"C"con"quello"di"N"rispetto"a"qualsiasi"altro" legame," rendendolo" simile" a" un" doppio" legame" e" inoltre" è" un" legame" non( rotazionale," per" cui" la" catena" della"proteina"resiste"all’agitazione"termica"finché"non"vengono"introdotte"delle"proteasi"come"la"pepsina"o" la"tripsina"che"servono"per"tagliare"le"catene"polipeptidiche"cosi"da"rendere"disponibili"gli"amminoacidi"per" l’organismo." La" proteina" che" si" è" così" creata" avrà" sempre" alle" sue" estremità" un" gruppo" –NH2" (detto" terminale(amminico"che"è"l’inizio"della"proteina)"e"un"gruppo"–COOH"(detto"terminale(carbossilico"posto" alla"fine)"per"cui"le"varie"proteine"si"uniscono"tra"loro"con"lo"stesso"principio"dando"origine"alla"dipeptidi," tripeptidi…esapeptidi," ecc." dando" luogo" infine" alla" catena( polipeptidica( o" polipeptide.( Essa" è" costituita" nella" parte" interna," lo" scheletro( assile," dalla" successione" degli" atomi" C" e" N" (^N^C^C^N^C^C^N^C^C^ecc.)." Intorno"lo"scheletro"è"ricoperto"dai"vari"gruppi(R"degli"amminoacidi"che"attribuiscono"quindi"alla"catena"una" varietà"di"caratteristiche"diverse"in"funzione"del"gruppo,"idrofobe"o"idrofile"a"seconda"del"tipo"di"gruppo"in" quella" porzione" specifica" in" cui" è" situato." La" sequenza" di" questi" amminoacidi" è" detta" struttura( primaria" della" proteina" ed" è" quella" che" la" caratterizza," determinata" dalla" sequenza" nucleotidica" del" gene" che" la" codifica." Ci" sono" poi" strutture" successive" secondarie" e" terziarie" e," per" le" proteine" multimeriche," anche" quaternarie."E’"nella"struttura"primaria"che"sono"contenute"le"caratteristiche"genetiche"dell’individuo." Anche"se"i"legami"peptidici"di"una"catena"rappresentano"dei" siti(di(rigidità,"gli"altri"legami"dello"scheletro" della" molecola," i" legami" C^N" e" C^C" che" si" trovano" lungo" lo" scheletro" e" che" sono" di" tipo" rotazionale," permettono" alla" catena" di" ripiegarsi" incessantemente" in" questi" punti" per" effetto" dell’agitazione" termica." Questi"movimenti"sono"preclusi"quando"gli"atomi"N"si"legano"attraverso"legami"idrogeno"con"atomi"H"o"gli"C" con" atomi" di" O." Gli" avvolgimenti" del" polipeptide" mediati"dalla"formazione"di"legami"idrogeno"a"livello" dello" scheletro" " sono" le" strutture( secondarie" della" proteina." In" questo" caso" la" catena" si" avvolge" a" spirale" su" se" stessa" come" una" scala" a" chiocciola" ad" andamento" destrorso," formando" una" αYelica," dove" la" superficie" è" rivestita" dai" gruppi" R" dei" vari" amminoacidi"conferendo"la"caratteristica"di"idrofilia" o" idrofobia" all’intera" proteina" se" sono" tutti" gruppi" uniformi"idrofili"o"idrofobi."Se"entrambe"le"caratteristiche"coesistono"in"vari"parti"della"proteina,"la"catena" polipeptidica" viene" definita" anfipatica." Un’altro" tipo" di" struttura" secondaria" è" quella" a" foglietto( β" che" si" verifica"quando"i"legami"di"H"si"formano"tra"tratti"diversi"della"stessa"catena"o"tra"due"catene"polipeptidiche" posizionate"l’una"accanto"all’altra."In"questo"caso"infatti"la"catena"si"distende"come"in"un"foglietto"e"sulle" due"facce"sporgono"i"gruppi"R"dei"vari"amminoacidi."E’"possibile"che"entrambe"le"strutture"si"combinino"tra" loro"generando"quelli"che"sono" i(motivi"della"proteina,"come"in"un"palazzo"ci"sono"i"motivi"architettonici," per"cui"nel"caso"delle"α^eliche,"abbiamo"il"motivo"a"chiusura(lampo(di(leucine"dove"questi"amminoacidi"si" presentano"con"regolarità"ogni"sette"e"il"loro"gruppo"R"si"unisce"a"un’altra"elica"anfipatica"come"nelle"maglie" " VIII" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) di" una" chiusura" lampo." Un" altro" esempio" è" il" motivo" elicaYansaYelica" " dove" le" α^eliche" anfipatiche" sono" separate" tra" loro" da" un" breve" tratto" di" catena" ripiegata" (ansa)," e" possono" disporsi" anche" parallelamente" come" una" U." Nel" caso" invece" dei" foglietti" β" possiamo" avere" il" motivo" del" βYbarile" dove" i" vari" foglietti" si" dispongono"a"cilindro"come"delle"doghe"legate"tra"loro"da"legami"H"e"rivestiti"dai"vari"gruppi"R"o"ancora"βY sandwich(dove"all’interno"ci"sono"i"gruppi"R"dei"due"foglietti"appaiati." La" struttura( terziaria" di" una" proteina" consiste" invece" nell’insieme" degli" avvolgimenti" che" essa" assume," stabilizzati"dalla"formazione"di"legami"tra"i"vari"gruppi"R"degli"amminoacidi"che"costituiscono"la"proteina."Di" solito" questi" legami" sono" deboli" o" si" tratta" di" interazioni" di" Van" der" Waals" (agitazioni" tra" ioni" fortemente" positivi" o" negativi)." In" altri" casi" invece" i" legami" possono" essere" covalenti" e" quindi" molto" stabili." Il" tipo" di" motivi"che"proteina"costituirà"come"pure"il"numero"di"avvolgimenti"dipende"dalla"sua"struttura"primaria"e" dal"tipo"di"legami"che"la"costituiscono."Con"l’acquisizione"della"struttura"secondaria"e"terziaria"la"proteina"si" dota"di"domini,(cioè"di"regioni"della"catena"con"funzioni"specifiche"che"le"consentono"di"svolgere"la"funzione" biologica" per" cui" è" stata" costituita," assumendo" la" sua" definitiva" configurazione" tridimensionale." E’" a" quel" punto"che"la"proteina"può"dirsi"completa,"quando"cioè"i"vari"legami"sono"talmente"stabili"che"non"possono" subire"modificazioni." Infine" alcune" proteine," come" l’emoglobina," hanno" anche" una" struttura" quaternaria." Sono" proteine" multimeriche,"costituite"cioè"da"più"catene"polipeptidiche"o"subunità"che"possono"essere"tra"loro"uguali"o" diverse" e" si" legano" mediante" legami" deboli," per" cui" una" minima" variazione" in" una" subunità" causa" una" variazione"anche"in"quelle"adiacenti."Nel"caso"dell'emoglobina"nell'adulto"abbiamo"due"subunità"alfa"e"due" beta" e" ognuna" di" loro" contiene" al" suo" interno" un" gruppo( eme" contenente" un" atomo" di" ferro" che" la" lega" all'O2"dell'aria"nei"polmoni"per"ossigenare"il"sangue." " Dopo" la" loro" sintesi" e" l’acquisizione" dei" vari" livelli" di" struttura" le" proteine" vanno" incontro" a" ulteriori" cambiamenti" che" si" chiamano" modificazioni( postYtraduzionali," perché" hanno" luogo" dopo" la" sintesi" della" proteina" " e" le" permettono" di" svolgere" così" una" particolare" funzione" biologica." " Questo" cambiamento" è" sempre" ad" opera" di" enzimi( specifici." Queste" possono" essere" stabili" o" reversibili." Sono" esempi" " di" modificazione"postYtraduzionale(stabile:"" I"tagli(proteolitici"ad"opera"di"particolari"enzimi,"le"proteasi"che"suddividono"la"catena"polipeptidica"in"più" parti" di" cui" ogni" frammento" può" svolgere" una" particolare" specifica" funzione." Quando" i" tagli" sono" generalizzati"di"solito"servono"alla"distruzione"di"proteine(difettose.""" Quando"il"taglio"è"unico"o"sono"pochi"servono"a"regolare"l'attività"biologica"della"proteina.""Oppure"i"tagli" servono"a"creare"nuove"proteine"da"una"catena"polipeptidica"iniziale"come"accade"per"la"molecola"proteica" gigante" proYopiomelanocortina( (POMC)," principalmente" prodotta" nell'ipofisi." Questa" si" scinde" dando" vita" alla"corticotropina"(importante"per"la"produzione"di"ormoni"corticosteroidi"nella"ghiandola"surrenale)"e"alla" betaYlipotropina" che" tagliandosi" ulteriormente" genera," oltre" alle" altre" molecole," le" betaYendorfine" che" a" loro"volta"riscindendosi"danno"luogo"alle"encefaline"(entrambe"facenti"parte"degli"oppioidi(endogeni,"ai"cui" " IX" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) recettori"possono"legarsi"anche"gli"oppiacei"di"sintesi)."Questi"sono"degli"importanti(neuromodulatori(per"lo" stress"e"il"dolore." Ancora," attraverso" un" taglio" si" elimina" una" porzione" di" proteina" per" crearne" un'altra," come" nel" caso" dell’insulina,(ormone(proteico(sintetizzato"nelle(Isole(di(Langherans(del(pancreas(che"svolge"l’importante" funzione"di"concentrazione"del"glucosio"nel"sangue."" Un'ultima" importante" funzione" è" quella" di" inattivare" temporaneamente" enzimi" prodotti" dalle" cellule" per" esse" stesse" potenzialmente" dannosi" (come" quelli" dell'apparato" digerente):" creano" cioè" dei" proYenzimi( inattivi,"ne"è"un'esempio"il"tripsinogeno,"che"per"mezzo"dell'enterochinasi,"enzima"della"parete"digerente," si"tramuta"nella"sua"forma"attiva,"la"tripsina,"quando"il"corpo"deve"digerire"alimenti.( L’aggiunta(di(porzioni(non(proteiche"che"avviene"ad"esempio"nella"membrana"plasmatica"si"verifica"quando" alla"proteina"vengono"aggiunte"delle"porzioni"di"natura"non"proteica"(residui"o"gruppi(prostetici)"con"legami" di"vario"tipo,"creando"quella"che"si"definisce"una"proteina(coniugata."Ne"sono"un"esempio"le"glicoproteine," che" sono" create" con" l’aggiunta" di" oligosaccaridi" attraverso" il" processo" di" glicosilazione." Tipiche" della" membrana" plasmatica," si" formano" durante" il" trasferimento" della" proteina" attraverso" il" reticolo" endoplasmatico" rugoso" e" l’apparato" del" Golgi." Le" lipoproteine" sono" invece" create" dall’aggiunta" di" residui" lipidici"alla"catena"polipeptidica"con"un"legame"covalente""posto"a"una"delle"estremità"della"catena,"questo" permette"loro"di"stabilizzarsi"nella"membrana." Quando" invece" i" due" tipi" di" modificazioni" postYtraduzionali( sono( di( tipo( reversibile" il" più" delle" volte" costituiscono" sofisticati" meccanismi" di" regolazione" dell'attività" biologica" della" proteina" stessa." Infatti" ogni" cambiamento" sulla" sua" superficie" (accompagnato" da" un" cambiamento" anche" della" sua" carica" elettrica" in" quella" porzione)" sarà" destinato" a" modificarne" la" funzione." Questi" processi" sono" la" fosforilazione" e" la" defosforilazione"che"modificano"il"bilancio"complessivo"delle"cariche"elettriche"di"una"proteina"per"variarne" l’attività"biologica."La"prima"si"ottiene"aggiungendo"un"gruppo"fosfato"al"gruppo"R"di"uno"o"più"amminoacidi" alcolici,"grazie"all'attività"degli"enzimi"proteinchinasi((PK)."La"seconda"avviene"grazie"a"un"altro"particolare" enzima,"la"fosfatasi,"la"proteina"viene"riportata"nelle"condizioni"iniziali." Nella" maggior" pare" dei" casi" le" proteine" non" svolgono" la" loro" funzione" da" sole" ma" si" uniscono" ad" altre" proteine"creando"dei"complessi(sopramolecolari"le"cui"dimensioni"sono"molto"grandi"e""a"questo"scopo"si" riconoscono"l’una"dall’altra"grazie"ai"vari"motivi"di"itenrazione"che"le"caratterizzano."Generalmente"questi" complessi" si" creano" a" opera" di" legami" deboli" (ma" possono" anche" esserci" legami" covalenti)" " tra" le" varie" subunità"che"le"costituiscono"cosicché"possono"essere"subito"riportate"alla"posizione"di"partenza."Un"caso"di" complesso" sopramolecolare" tra" proteine" uguali" (possono" ovviamente" essercene" di" proteine" diverse)" è" quello"relativo"ai"complessi"dei"filamenti"di"actina"e"miosina,"costituenti"del"citoscheletro."Quando"i"legami" che"intercorrono"tra"le"molecole"sono"covalenti"sono"di"solito"molto"stabili"come"nel"caso"delle"molecole(di( collagene"a"tripla"elica"che"si"uniscono"tra"di"loro"per"creare"le"fibrille(di(collagene"e"poi"ancora"le"fibre(di( collagene( (i" tendini" sono" formati" quasi" esclusivamente" da" fibre" di" collagene)," o" ancora" le" fibre( elastiche," composte"dall’elastina,"che"conferiscono"elasticità"al"tessuto"connettivo." Gli"acidi(nucleici"rappresentano"il"substrato"molecolare"dell’informazione"genetica"che"le"cellule"usano"per" costruire" di" volta" in" volta" le" proteine" di" cui" hanno" bisogno." Gli" acidi" nucleici" sono" due" macromolecole," polimeri" lineari" di" molecole" semplici" dette" nucleotidi( e" sono" rispettivamente" il" DNA" (acido" desossiribonucleico)"a"doppio"filamento"e"l’RNA"(acido"ribonucleico)"a"filamento"singolo."La"scoperta"degli" acidi"nucleici"si"evolve"tra"la"seconda"metà"del"XIX"secolo"e"fino"agli"anni"70"del"XX"secolo."La"prima"scoperta" della"nucleina"avviene"ad"opera"di"Friederich"Miescher"studiando"la"composizione"chimica"delle"cellule"del" pus"prelevate"dalle"bende"dei"soldati"feriti."Agli"inizi"del"XX"secolo"si"scoprì"che"la"nucleina"conteneva"due" basi(azotate(puriniche"ossia"l’adenina"e"la"guanina"e"due"basi(azotate(pirimidiniche,"la"citosina"e"la"timina"e" lo"zucchero"sotto"forma"di"desossiribosio."Si"arrivò"quindi"alla"scoperta"dell’acido"desossiribonucleico"DNA" e"in"seguito"dell’acido"ribonucleico"RNA"che"conteneva"lo" zucchero(ribosio." Solo" nella" prima" metà" del" XX" secolo,"nel"46,"ad"opera"di"alcuni"ricercatori"tra"cui"Chase"si"arrivò"alla"conclusione"definitiva"che"i"caratteri" " X" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) genetici"e"la"loro"trasmissione"erano"proprio"ad"opera"del"DNA"e"non"delle"proteine."Furono"Crick"e"Watson" che"definirono"la"struttura"del"DNA"a"doppia"elica"come"la"conosciamo"oggi." Gli" acidi" nucleici" sono" polimeri( di( molecole( semplici" legate"tra"loro"a"formare"lunghe"catene."La"molecola"base" è" il" nucleotide:" esso" contiene" una" molecola( di( zucchero" con"5(atomi(di(carbonio,(che"nel"DNA"è"il"desossiribosio"e" nell’RNA"è"il"ribosio;"il"primo"atomo"di"carbonio"lega"una" base( azotata" primidinica" o" purinica" formando" così" un" nucleoside" (che" può" essere" ribo…." o" desossiribo….);" questa" molecola" andrà" poi" incontro" a" un" processo" di" fosforilazione"legando"un"gruppo(fosfato"all’atomo"di"C5" e"poi"ancora"un"secondo,"un"terzo"e"così"via."La"molecola" così" formata" costituirà," appunto," il" nucleotide," avente" uno"o"più"gruppi"fosforilati." A" seconda" del" numero" di" gruppi" fosfati" (α,β,γ" che" si" aggiungono" eventualmente" l’uno" all’altro)" che" il" nucleotide" ha," esso" si" può" chiamare" monofosforilato," bi( fosforilato,"trifosforilato."Le"basi(azotate"che"costituiscono"gli"acidi"nucleici"sono"definite"basi(puriniche"(se" hanno" una" struttura" molecolare" simile" alla" molecola" organica" purina)" e" sono" la" Adenina" e" la" Guanina;" le" basi( pirimidiniche" (con" struttura" simile" alla" molecola" pirimidina)" sono" la" Citosina" l’Uracile" e" la" Timina."" Entrambi" gli" acidi" DNA" e" RNA" contengono" queste" basi" azotate" con" l’unica" differenza" che" il" DNA" non" contiene" l’Uracile," presente" nell’RNA" e" al" suo" posto" contiene" la" Timina." L’altra" differenza" deriva" dalla" molecola"di"zucchero"che"li"costituisce"(ribosio"o"desossiribosio)"."I"nucleotidi"sono"i"precursori"degli"acidi" nucleici" e" svolgono" anche" l’importante" funzione" di" deposito" dell’energia" chimica" usata" dalla" cellula" per" i" suoi"fabbisogni"energetici""come"i"nucleoditi(trifosforilati"che"danno"luogo"all'"ATP"(adenosintrifosfato)." Come" i" polisaccaridi" nascono" dal" legame" glicosidico" e" le" catene" polipeptidiche"dal"legame"peptidico"così"gli"acidi"nucleici"derivano"dal" legame( fosfodiesterico" con" il" quale" si" unisce" una" molecola" di" acido" fosforico" con" il" C5" di" un" nucleotide" e" il" C3" di" un" altro" nucleotide," creando" un" ponte" tra" i" due." Questo" legame" avviene" in" tre" fasi:" nella" prima" i" nucleotidi" vengono" fosforilati" nell’atomo" C5" " aggiungendo" sequenzialmente"tre"gruppi"fosfato"(trifosforilati(in(5')."Nel"nucleotide" successivo"il"trifosforilato"in"5'"si"taglia"e"i"gruppi"fosfato"β"e"γ"vengono" rilasciati" in" coppia" sotto" forma" di" pirofosfato." L’energia" prodotta" dal" taglio" viene" usata" per" unire" il" fosfato" in" C5" del" primo" nucleotide" con" l’ossidrile" libero" in" C3" del" secondo" nucleotide." " Come" per" le" proteine," l’acido" nucleico" avrà" sempre" una" testa" con" un" gruppo" fosfato" in" C5" e" una" coda" con" un" ossidrile" in" C3" per" cui" è" possibile" creare" continuamente" dei" nuovi" legami" fino" ad" arrivare" a" delle" catene" lunghissime."Questi"processi"sono"alla"base"dei"processi"di""trascrizione""e"traduzione"del"DNA"e"dell’RNA" che"in"pratica"si"allungano"sempre"in"direzione"5’""3’." Il"DNA"come"definito"da"Watson"e"Crick"è"una"molecola"costituita"da"due(filamenti(polinucleotidici"associati" tra" loro" e" avvolti" su" se" stessi" con" andamento" a" spirale" che" formano" una" doppia( elica" con" avvitamento" destrorso."Può"essere"immaginato"come"una"scala"con"i"montanti"costituiti"dall’alternanza"dei"desossiribosi" e"i"gruppi"fosfato"a"essi"legati"in"posizioni"5"e"3."Gli"scalini"sono"le"basi"azotate"disposte"all’interno."I"due" filamenti" hanno" un" andamento" antiparallelo," cioè" uno" ha" una" direzione" 5^3" l’altro" ha" una" direzione" contraria"cosicché"a"ogni"livello"ci"sarà"uno"zucchero"con"C5"da"una"parte"e"uno"zucchero"con"C3"dall’altra." Altra"caratteristica"è"che"le"basi"azotate"sono"sempre"costituite"da"una"base"purinica"che"si"appaia"con"una" pirimidinica."Nello"specifico"l’Adenina"si"unisce"con"la"Timina"tramite"due"legami"di"H"mentre"la"Citosina"si" unisce"con"la"Guanina"con"tre"legami"di"H."In"questo"modo"i"due"filamenti"sono"complementari"tra"di"loro." Questi"legami"di"H"rendono"uniti"e"stabili"i"due"filamenti"e"fanno"si"che"l’ingombro"spaziale"della"molecola" " XI" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) sia" sempre" lo" stesso" in" ogni" suo" punto," creando" due" solchi," quello( maggiore" e" quello( minore." I" solchi" permettono" ai" fattori( di( trascrizione" di" riconoscere" i" siti" delle" basi" azotate" presenti" in" un" dato" punto" del" DNA." " Altra" caratteristica" del" DNA" è" che" l’unione" di" queste" basi" azotate" crea" un" ambiente" al" suo" interno" fortemente" idrofobo" che" lo" protegge" da" eventuali" attacchi" di" aggressivi" idrofili" esterni," mentre" al" suo" esterno"poiché"i"gruppi"fosfato"hanno"un"gruppo"acido"libero"di"ionizzarsi,"il"DNA"è"fortemente"idrofilo"per" via" di" queste" innumerevoli" cariche." All’interno" dei" nuclei" delle" cellule" eucarioti" il" DNA" forma" un" numero" limitato"di"grosse"molecole"lineari"chiamate"cromosomi(che"nell’essere"umano"sono(46."" Il""DNA"può"essere"replicato"e"ciascuna"delle"due" eliche" figlie" nascono" dalla" separazione" dei" filamenti"madre"che"trasferiscono"a"esse"tutte"le" caratteristiche" in" esso" contenute." Questo" processo," che" negli" organismi" eucarioti" avviene" nella" fase( S" del" ciclo( cellulare," si" chiama" duplicazione" o" replicazione" e" può" avvenire" solo" in"punti"specifici"del"cromosoma"detti"siti(Ori,"nei" quali" la" molecola" di" DNA" va" incontro" a" un" processo"di"denaturazione"consistente"nella"rottura"dei"legami"H"che"tengono"unite"le"basi"azotate"e"così"i" due" filamenti" si" separano." L’intervento" di" alcune" proteine" apre" la" doppia" elica" e" altre" si" legano" ai" due" filamenti" impedendo" che" essi" si" riuniscano." In" pratica" su" DNA" si" crea" una" forchetta( di( replicazione" dove" possono" accedere" liberamente" i" desossiribonucleotidi" trifosfati" presenti" nel" nucleo" e" dove" si" installa" l’enzima" chiave" del" processo" chiamato" DNA( polimerasi( DNA( Ydipendente." I" due" filamenti"che"si"sono"creati"sono"i"filamenti" madre" che" hanno" la" funzione" stampo" per" la"duplicazione"del"DNA."Questi"hanno"basi" azotate" libere" dove" per" effetto" dell’agitazione" termica" urteranno" con" i" nucleotidi"presenti"e"creeranno"dei"legami" H" se" complementari," legami" che" saranno" stabilizzati" dall’enzima" DNA" polimerasi" con" il" legame( fosfodiesterico( (Adenina^Timina," Citosina^Guanina)." Questa"duplicazione"avviene"nei"due"filamenti"con"un"andamento"continuo"e"antiparallelo"tra"gli"stessi"per" cui" ci" sarà" un" andamento" 5^3" nel" primo" filamento" e" un" andamento" opposto" nel" secondo," entrambe" accompagnati"dall’enzima"che"stabilizzerà"i"vari"legami,"ma"mentre"nel"primo"caso"l’andamento"è"continuo," " XII" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) nel"secondo"è"discontinuo"dando"origine"a"corte"sequenze"chiamate"filamenti(di(Okazaki"che"poi"saranno" uniti"tra"loro"da"un"altro"enzima"chiamato"DNA(ligasi." L’RNA(è"invece"un"acido"nucleico"composto"da"un"solo"filamento"e"costituito"da"nucleotidi"il"cui"zucchero"è" il"ribosio"e"la"timina"è"sostituita"dall’uracile."Anche"se"il"filamento"dell’RNA"è"singolo"esso"ripiegandosi"su"se" stesso" può" creare" delle" forcine" più" o" meno" estese," a" doppio" filamento" e" avvolte" a" doppia" elica," che" si" formano" spontaneamente" ogni" volta" che" le" sequenze" nucleotidiche" che" si" incontrano" sono" tra" loro" complementari."Anche"nel"caso"dell’RNA"la"forcina"è"poi"stabilizzata"dalla"creazione"di"legami"H"con"le"varie" bari" puriniche" o" pirimidiniche" nella" sequenza" Adenina"–" Uracile" e" Citosina"–"Guanina."" Le" fondamentali" funzioni" dell’" RNA" sono:" 1" veicolatore" delle" informazioni"dal"DNA"alle"proteine"(RNA(messaggero(o(mRNA)""2" funzione" strutturale" come" costituente" dei" ribosomi" (RNA( ribosomale( o( rRNA)" " 3" " funzione" di" trasportatore" degli" amminoacidi" nel" processo" di" sintesi" delle" proteine" o" traduzione" (RNA(di(trasferimento(o(tRNA)"4"la"funzione"di"catalisi"delle"varie" reazioni"chimiche"connesse"con"il"metabolismo"degli"acidi"nucleici" come"nel"caso"dei"ribozimi"e"infine"5"la"funzione"di"regolatore"dei" processi" della" trascrizione" e" traduzione" come" nel" caso" dei" small( RNA." Il" processo" di" sintesi" delle" varie" molecole" di" RNA" ovvero" di" trascrizione" del" DNA" in" RNA" avviene" attraverso" l’enzima" RNA( polimerasi( DNAYdipendente" simile" all’enzima" necessario" per" la" replicazione"del"DNA"proprio"per"il"fatto"che"per"questo"processo" si"usa"un"filamento"stampo"del"DNA"ma"il"processo"di"trascrizione" è"di"tipo"locale,"legato"cioè"a"una"sola"sequenza"nucleotidica"più"o" meno"lunga"chiamata"gene."Esso"è"un"segmento"cromosomico"che"comprende"una"sequenza(nucleotidica( codificante""(regione(codificante)"per"la"struttura"primaria"di"una"proteina"e"delle"sequenza(nucleotidiche( regolative," in" genere" disposte" all'estremità" 5'." Le" sequenze" più" vicine" all'inizio" delle" sequenza" codificante" sono" indicate" come" promotori" del" gene" stesso." I" geni" sono" utilizzati" per" sintetizzare" le" proteine" di" cui" l’organismo"ha"bisogno."Quando"l’organismo"ne"richiede"una"i"fattori(di(trascrizione(del"gene"si"posizionano" sul"promotore"permettendo"all’RNA"di"dare"inizio" alla" trascrizione." In" pratica" alle" sequenze" nucleotidiche"del"DNA"viene"segnalata"la"presenza" di" un( promotore( genico" " e" si" va" quindi" al" reclutamento" dell’RNA" polimerasi" per" effettuare" la" trascrizione." E’" una" sequenza" nucleotidica" precisa" che" segnala" il" sito" di" inizio" dove" il" DNA" subisce" una" denaturazione( locale," i" due" filamenti" si" separano" e" su" uno" di" essi" (filamento( stampo)" avviene" la" polimerizzazione( dell’RNA." L’RNA" polimerasi" si" libera" dei" fattori" di" trascrizione" e" scorre"progressivamente"lungo"il"DNA"stampo"con" una"caratteristica"e"cioè"che"percorre"il"filamento" con" un" andamento" 3^5" mentre" si" accresce" in" direzione"5^3."Mano"a"mano"che"l’RNA"avanza"sul" filamento"stampo"il"DNA"si"richiude"(rinaturazione)"dietro"di"esso"riprendendo"la"configurazione"ad"elica." L’allungamento" prosegue" finche" l’RNA" polimerasi" incontra" una" sequenza" nucleotidica" chiamata" sito( di( terminazione" che" segnala" la" fine" del" gene." La" sintesi" della" molecola" di" RNA" è" completata." L’RNA" sintetizzato,"il"trascritto(primario,"va"poi"incontro"ad"una"serie"di"trasformazioni"nel"nucleo"che"porteranno" alla"sua(maturazione,"mentre"l’RNA"polimerasi"diviene"disponibile"per"ulteriori"trascrizioni"se"richiesto." " XIII" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) CAPITOLO"3" Le"reazioni"chimiche"differiscono"dalle"reazioni"nucleari"(fissione(e(fusione)"in"quanto"quest’ultime"portano" a"un"cambiamento"nella"struttura"del"nucleo"mentre"le"reazioni"chimiche"avvengono"sempre"a"livello"degli" orbitali" di" un" atomo." Generalmente" tali" reazioni" avvengono" tra" molecole" diverse," ma" possono" anche" avvenire"tra"molecole"uguali,"come"è"spesso"nel"caso"delle"macromolecole."Le"reazioni"chimiche"rispondono" ai" principi( della( termodinamica." Nel" primo" si" enuncia" che" il" totale" dell’energia" posseduta" da" un" determinato"sistema"e"l’ambiente"che"lo"circonda"deve"rimanere"sempre"costante"per"cui"non"ci"sarà"mai" creazione""né"distruzione"di"energia,"mentre"nel"secondo"si"enuncia"che"le"trasformazioni"energetiche"sono" sempre"accompagnate"da"dissipazione"nell’ambiente"di"una"parte"dell’energia"libera,"cioè"quella"utilizzabile" per"compiere"un"lavoro,"sotto"forma"di"calore."Questo"fenomeno"dai"fisici"è"misurato"in"termini"di"aumento" della" quantità( di( disordine" (o" entropia)." Per" questo" morivo" l’intero" universo" tende" irreversibilmente" ad" aumentare" l’entropia" e" a" diminuire" quindi" il" contenuto" di" energia" libera." A" differenza" della" materia" non" vivente" che" si" trova" sempre" in" equilibrio" termodinamico" con" l’ambiente" e" che" non" effettua" nessuna" reazione" chimica," la" materia" vivente" è" costretta" a" mantenere" ordine" ed" efficienza" grazie" a" una" continua" spesa" di" energia" chimica" (con" conseguente" parziale" dissipazione" di" calore)" e" ad" un" aumento" di" entropia" circostante."Per"compiere"questa"operazione"ha"bisogno"di"un"continuo"afflusso"di"energia,"presa"da"varie" sorgenti" primarie," come" ad" esempio" per" le" piante" che" utilizzano" l’energia" solare" attraverso" il" processo" di"" fotosintesi." Gli" organismi" eterotrofi" invece" ricavano" energia" chimica" dalla" sintesi" di" varie" molecole" biologiche" che" assumono" dall'esterno," anche" se" per" il" II" principio" della" termodinamica" ci" sarà" sempre" necessariamente" dissipazione" di" parte" dell’energia" nell’ambiente." Nel" caso" che" l’organismo" sia" dotato" di" pannicolo"adiposo"parte"di"questa"energia"verrà"trattenuta"per"aumentare"la"temperatura"interna"rispetto"a" quella"esterna." Perché"una"reazione"chimica"si"verifichi"è"necessario"un"impatto"o"urto"tra"due"molecole"che"si"definiscono" reagenti."L’energia"cinetica"prodotta"dall’impatto"può"in"parte"tramutarsi"in"energia(chimica"necessaria"alla" rottura"dei"legami"chimici"e"alla"creazione"di"nuovi"per"creare"nuove"molecole"dette"prodotti."Affinché"però" l’urto"dia"origine"a"una"reazione"chimica"è"necessario"che"si"urtino"in"modo"appropriato"e"cioè"che"i"reagenti" siano" forniti" dell’energia( di( attivazione" necessaria," data" dalla" velocità" di" impatto" e" dal" posizionamento" relativo."La"velocità(dell’impatto""è"la"quantità"di"molecole"di"prodotto"che"si"originano"nell’unità"di"tempo" (es."0,1"mole"di"prodotto/minuto)."Questa"dipende"anche"dalla"temperatura"oltre"che"dalla"concentrazione( dei" reagenti." Ogni" reazione" chimica" è" sempre" accompagnata" da" una" variazione" energetica," determinata" misurando" l’energia" dei" reagenti" con" quella" del" prodotto." Se" il" contenuto" energetico" del" prodotto" è" inferiore"a"quello"dei"reagenti"ci"sarà"una"liberazione"di"energia"e"si"tratterà"di"una"reazione"esoergonica," reazione" chimica" molto" stabile" che" può" avvenire" anche" spontaneamente" perché" non" richiede" energia" di" attivazione." Si" parla" invece" di" reazione" endoergonica" se" l’energia" dei" prodotti" è" superiore" a" quella" dei" reagenti."E’"un"tipo"di"reazione"più"instabile"e"richiede"una"determinata"quantità"di"energia"dall’ambiente" per" attivarsi." " Le" molecole" possono" reagire" chimicamente" tra" loro" soltanto" se" possiedono" il" contenuto" energetico" necessario" per" innescare" la" reazione," anche" se" di" tipo" esoergonico." Questa" energia" si" chiama" soglia( di( attivazione" o" energia( di( attivazione" della" reazione." La" definizione" di" una" data" molecola" come" reagente"o"prodotto"dipende"invece"dalla"direzione"della"reazione"stessa."Quando"due"molecole"urtano"tra" di"loro"dando"inizio"alla"reazione"chimica"formano"il"cosiddetto"complesso(attivato"dove"i"reagenti"vengono" a" trovarsi" in" una" condizione" di" forte" instabilità." A" questo" punto" se" la" concentrazione" dei" reagenti" è" superiore" a" quella" dei" prodotti," essa" si" sposterà" “verso( destra”" dando" origine" ai" prodotti" mentre" se" la" concentrazione" dei" prodotti" è" più" alta" di" quella" dei" reagenti" si" sposterà" “verso( sinistra”," regredendo" alla" condizione" iniziale," per" cui" una" reazione" chimica" è" teoricamente" sempre" reversibile" perché" può" ritornare" alla"condizione"iniziale"se"si"ritiene"più"favorevole."Se"la"concentrazione"dei"reagenti"e"quella"dei"prodotti"è" in" egual" misura" sembra" che" non" si" svolga" alcuna" reazione" chimica," in" realtà" si" verifica" una" reazione( di( equilibrio." Poiché" soltanto" una" minima" parte" dei" reagenti" presenta" il" contenuto" energetico" necessario" corrispondente" all'energia" di" attivazione" della" reazione," affinché" questa" si" verifichi" è" necessario" favorire" l’attivazione" ad" esempio" aumentando" la" temperatura," con" conseguente" velocizzazione" delle" reazioni" chimiche" (motivo" per" cui" per" esempio" i" rettili" stanno" al" sole)." Ancora," si" può" procedere" aumentando" la" concentrazione" delle" molecole" dei" reagenti" ma" questo" è" possibile" solo" in" laboratorio" poiché" nel" corpo" " XIV" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) umano" si" svolgono" contemporaneamente" moltissime" reazioni" chimiche" e" aumentando" alcuni" reagenti" si" potrebbe" si" velocizzare" una" reazione," ma" creare" degli" scompensi" per" tutte" le" altre" che" si" verificano" nel" frattempo." A"livello"biologico"l’evoluzione"naturale"ha"messo"a"punto"un"sistema"per"diminuire(la(soglia(di(attivazione," aumentando"quindi"implicitamente"il"numero"di"molecole"di"reagenti"che"in"un"dato"momento"possiedono" il" contenuto" energetico" adeguato" ad" entrare" nella" reazione." Ciò" avviene" grazie" all’uso" di" particolari" catalizzatori"che"si"legano"in"modo"molto"specifico"a"un"determinato"reagente,"ma"non"entrano"a"far"parte" della"reazione"e"non"si"consumano"al"termine"della"stessa,"per"cui"possono"essere"disponibili"per"successivi" cicli"di"reazione,"e""infatti"una"minima"quantità"di"essi"può"dare"luogo"a"reazioni"potenzialmente"infinite."In" questo" modo" la" cellula" può" regolare" le" reazioni" chimiche" in" modo" specifico," perché" ciascun" catalizzatore" riconosce" e" agisce" solo" in" specifiche" reazioni" chimiche." Questi" catalizzatori" molto" specializzati" sono" gli" Enzimi("(tutti"i"catalizzatori"biologici"sono"sempre"costituiti"da"proteine)."I"Ribozimi(sono"gli"enzimi"per"la" regolazione" dei" processi" di" trascrizione" e" traduzione" dell’RNA." La" grande" specializzazione" e" l’elevata" quantità" di" enzimi" presenti" negli" organismi" viventi" consente" di" svolgere" una" molteplicità" di" attività" metaboliche" per" la" cellula." Essi" prenderanno" il" nome" della" peculiare" reazione" chimica" catalizzata" con" la" giustapposizione" del" suffisso" asi." Come" ogni" proteina," gli" enzimi" hanno" una" struttura" tridimensionale" con" varie"regioni"e"con"vari"fattori"sulla"loro"superficie:"tutti"comunque"hanno"una"regione"detta"sito(attivo"che" riconosce" specificatamente" la/e" molecola/e" del" substrato" (cioè" dei" reagenti" della" reazione)" grazie" alla" complementarietà"rispetto"al"suo"sito"attivo."" Tale"riconoscimento"si"definisce"riconoscimento( stereoYspecifico( (riconoscimento" basato" sulle" forme" complementari)." L’enzima" ha" quindi" nel" suo"sito"attivo"una"sorta"di"cavità"che"accoglie"e" trattiene" la" proteina" reagente" per" il" tempo" necessario" affinché" si" verifichi" la" reazione" chimica." L’insieme" dell’enzima" e" della" proteina" si"definisce"complesso(enzimatico(substrato"ed" è" di" fatto" un" complesso( attivato." Una" spiegazione" chiara" del" meccanismo" che" si" innesca"può"essere"spiegata"col"modello(chiaveY serratura," per" spiegare" come" alcuni" enzimi" siano"specifici"solo"per"alcuni"tipi"di"proteine."In" altri""casi"gli"enzimi,"meno"specifici,"riconoscono" soltanto" una" parte" della" molecola" proteica," permettendo" così" il" loro" utilizzo" da" parte" di" molecole"anche"molto"diverse,"a"eccezion"fatta"per"quella"parte"di"esse"che"diventa"il"substrato"dell'enzima." Grazie"all’enzima"quindi"la"maggioranza"degli"urti"produce"una"reazione"chimica"dando"origine"al"risparmio" di"energia"necessaria"al"suo"innesco"perché"ne"ottimizza"posizione"(immobilizzando"i"reagenti)"e"tempistica." L’enzima" però" non" determina" la" direzione" della" reazione" che" invece" dipende" dalla" concentrazione" molecolare"dei"reagenti"e"dei"prodotti."Gli"enzimi"biologici"rispetto"ai"catalizzatori"non"biologici"superano"la" condizione"di"instabilità"del"complesso"enzima^substrato"procedendo"a"un"cambiamento(conformazionale" dell’intero"enzima"permettendo"così"di"avviare"la"reazione"chimica"che"trasforma"i"reagenti"in"prodotti." Oltre"a"riconoscersi"con"il"substrato"gli"enzimi"possono"anche"riconoscere"e"quindi"accogliere"nel"loro"sito" attivo"anche"altre"molecole"dette"inibitori(enzimatici."Queste"possono"formare"complessi"più"o"meno"stabili" detti" complesso( enzimaYinibitore( (EYI)." Essi" non" possono" essere" metabolizzati" dall’enzima" quindi" non" possono" trasformarsi" nel" prodotto" della" reazione," in" pratica" quindi" bloccano" la" capacità" catalitica" dell’enzima"e"non"permettono"che"una"determinata"reazione"chimica"avvenga."A"volte"sono"naturalmente" presenti"nelle"cellule,"ed"è"il"modo"attraverso"cui"esse"regolano"le"varie"reazioni"chimiche,"ma"più"spesso" sono" sostanze" esterne" all’organismo," come" veleni" o" farmaci" introdotti" nel" corpo." Ad" esempio" l’aspirina" (acido" acetilsalicilico)" è" un" inibitore" enzimatico" che" blocca" alcuni" enzimi" diminuendo" la" produzione" di" " XV" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) prostaglandine" anche" a" livello" dell’ipotalamo" riducendo" quindi" la" temperatura" corporea" per" cui" la" febbre" scende." In" funzione" della" loro" capacità" di" legarsi" con" l’enzima" si" definiscono" inibitori( competitivi" e" non( competitivi." Gli"inibitori(competitivi"creano"un"complesso(EYI(instabile"per"cui"in"un"tempo"più"o"meno"breve"si"scinderà" spontaneamente" lasciando" l’enzima" libero" di" riprendere" la" sua" funzione" o" di" riunirsi" ad" esso," in" funzione" della"probabilità"che"ha"di"incontrare"un"substrato"o"un"inibitore."Ne"sono"un"esempio"i"farmaci." Nel" caso" invece" di" inibitori( non( competitivi" essi" si" legano" all’enzima" in" modo" stabile" facendo" perdere" ad" esso" le" capacità" di" catalizzatore" anche" a" seguito" dell’aumento" del" substrato" per" cui" l’unico" modo" che" la" cellula"ha"di"ripristinare"tale"funzione"è"quello"di"sintetizzare"nuovi"enzimi"che"rimpiazzino"quelli"bloccati." Ne"sono"un"esempio"i"veleni." Dell’enorme" numero" di" enzimi" presenti" nel" nostro" corpo" alcuni" non" sono" sottoposti" ad" alcun" tipo" di" regolazione"della"loro"attività"di"catalizzatori"per"cui"si"definiscono"dotati"di"attività(costitutiva,"perché"la" cellula"li"amministra"e"crea"autonomamente"quando"servono"i"prodotti"che"essi"creano." La" maggior" parte" delle" volte" invece" gli" enzimi" sono" sottoposti" a" meccanismi" che" ne" regolano" il" funzionamento" in" modo" spesso" molto" sofisticato" e" il" più" delle" volte" basati" su" modificazioni( postY traduzionali"reversibili"o"meno"della"proteina"enzimatica."" Sono"esempi"di"regolazione:" ^" l’attivazione( mediante( taglio( proteolitico( di( un( precursore( inattivo( (proYenzima)," per" cui" alcuni" enzimi" vengono"attivati"solo"a"seguito"di"un"taglio"proteolitico"come"ad"esempio"quelli"potenzialmente"dannosi"del" tubo"digerente"che"vengono"attivati"solo"una"volta"che"il"pro^enzima"è"stato"secreto"nel"lume"intestinale." ^"attivazione(mediante"unione(con(un(cofattore"per"cui"l’enzima"può"attivarsi"solo"in"presenza"di"specifiche" molecole" chiamate" cofattori," come" ad" esempio" quelli" che" necessitano" oltre" al" substrato" di" legarsi" con" nucleotidi"accettori"o"donatori"di"H+"(come"la"proteinchinasi(A).( ^" assemblaggio( di( subunità" che" sono" normalmente" separate" tra" loro" e" individualmente" prive" di" attività" catalitica"ma"se"unite"insieme"diventano"attive"(come"l'adenilato(ciclasi).( ^"traslocazione(intracellulare"cioè"lo"spostamento"di"un"enzima"da"un"compartimento"dove"è"inattivo"a"uno" dove"inizia"a"svolgere"la"sua"funzione."Questo"perché"i"vari"enzimi"svolgono"la"loro"attività"biologica"solo"in" un" determinato" compartimento" e" dopo" la" loro" sintesi" a" livello" citoplasmatico." O" ad" esempio" gli" enzimi" neuronali" che" diventano" attivi" solo" una" volta" giunti" al" terminale" presinaptico" avendo" percorso" il" flusso( assonico.( ^" attivazione/inattivazione" mediante( cambiamento( di( cariche( elettriche," ad" opera" di" modificazioni" post^ traduzionali" come" ad" esempio" quando" viene" aggiunto" un" gruppo" fosfato" che" modifica" la" carica" elettrica" dell’intero"enzima"modificandola"anche"conformazionalmente"influenzandone"il"sito"attivo."Ci"sono"enzimi" che"funzionano"con"l’aggiunta"di"un"gruppo"carico"e"invece"enzimi"che"funzionano"con"la"perdita"per"cui"sia" con" la" fosforilazione" che" con" la" defosforilazione" è" possibile" attivare" o" disattivare" un" enzima." Lo" stesso" meccanismo"funziona"anche"per"consentire"alla"proteina"di"svolgere"la"sua"attività"biologica." Altri"enzimi"infine,"in"particolare"quelli"che"regolano"lo"svolgimento"dell’attività(metabolica,"sono"sottoposti" ad" uno" speciale" tipo" di" regolazione" detta" regolazione( allosterica." Questo" è" possibile" quando" l’enzima" ha" sulla"sua"superficie"oltre"al"sito"attivo,"un"altro"sito"detto"sito(allosterico"in"cui"si"legano"molecole"diverse" dai" substrati" detti" effettori( allosterici" che" si" possono" dividere," in" base" alla" loro" funzione" in" inibitori" allosterici" e" attivatori" allosterici." Nel" primo" caso" causano" l’inibizione" dell’enzima" (regolazione" allosterica" negativa),"nel"secondo"caso"invece"lo"attivano"(regolazione"allosterica"positiva)."In"pratica"essi"funzionano"in" modo"tale"che"se"il"sito"attivo"viene"occupato"dal"substrato"esso"non"consentirà"all’effettore"di"legarsi"al"sito" allosterico" (e" in" questo" caso" è" come" se" fosse" un" cofattore" di" cui" sopra)." Per" contro" se" si" lega" prima" l’effettore"esso"causerà"una"modificazione"dell’enzima"tale"che"non"sarà"più"possibile"al"substrato"accedere" " XVI" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) al"sito"attivo."La"probabilità"che"si"verifichi"l’una"o"l’altra"ipotesi"dipende"dalla"concentrazione"degli"inibitori" rispetto"ai"substrato."In"particolare"una"regolazione"allosterica"negativa"è"frequente"nel"caso"di"enzimi"che" regolano" lo" svolgimento" di" una" catena" metabolica." Poiché" la" sua" attivazione" è" necessaria" quando" la" concentrazione"del"prodotto"finale"è"bassa,"ma"è"dannosa"in"caso"contrario,"è"il"prodotto"finale"stesso"che" regola"lo"svolgimento"delle"varie"reazioni"inibendo"in"modo"negativo"il"primo"enzima"della"catena,"per"cui" regolando"il"primo(enzima(chiave"tutti"gli"altri"agiranno"in"funzione"della"disponibilità"dei"substrati"e"quindi," dell’attività"dell’enzima"chiave,"provocando"una"concentrazione"sempre"adeguata"e"costante"di"molecole." In" pratica" è" un" meccanismo" di" regolazione" più" complesso" di" quello" enzimatico" “semplice”" e" il" fenomeno" dell'allosteria" si" presenta" anche" in" altri" ambiti" ed" è" finalizzata" alla" facoltà" di" eseguire" o" meno" sintesi" a" seconda"dei"casi"e"dei"bisogni."Questo"fenomeno"è"presente"infatti"anche"nelle"proteine,"aventi"uno"o"più" complessi"proteici"con"funzioni"diverse"e"provviste"di"uno"o"più"siti"allosterici,"per"causare"un"cambiamento" conformazionale"dell’intera"proteina,"modificandone"la"funzione." CAPITOLO"4" Attraverso" il" processo" di" ontogenesi( da" un’unica" cellula" detta" zigote" e" ottenuta" dalla" fusione" dei" gameti" parentali" della" fecondazione" si" ottiene" la" formazione" di" diversi" tessuti," ognuno" dei" quali" è" costituito" da" cellule." Ogni" cellula" ha" al" suo" interno" tutto" il" materiale" ereditario" stabilmente" presente," divisione" dopo" divisione." Questo" materiale" genetico" è" costituito" dal" DNA" e" dall’RNA" che" lo" rende" materialmente" disponibile."Il"DNA"forma"dei"corpuscoli"detti"cromosomi"che"nel"caso"della"cellula"eucariote"sono"contenuti" all’interno"del"nucleo."" Le" cellule" si" possono" dividere" in" procarioti" ed" eucarioti." Le" cellule" procarioti" sono" le" forme" cellulari" più" semplici" e" probabilmente" più" primitive." Sono" infatti" prive" di" un" nucleo" differenziato" e" di" solito" hanno" un" solo" cromosoma" detto" nucleotide" e" associato" ad" alcune" proteine" strutturali" di" base." Ai" procarioti" appartengono" tutti" gli" organismi" unicellulari" come" i" batteri" i" quali" sono" sprovvisti" di" strutture" citoscheletriche"e"di"membrane."Possono"però"scindersi"molto"velocemente"in"cellule"figlie,"tutte"uguali"fra" loro" e" possono" resistere" agli" ambienti" e" alle" temperature" più" svariate." Questa" categoria" di" batteri" fa" prendere"loro"il"nome"estremofili"(archeobatteri)." Le" cellule" eucarioti( invece" hanno" un" nucleo" differenziato," dove" sono" contenuti" i" cromosomi," ed" esso" è" separato"dal"resto"della"cellula"da"una"membrana"chiamata"membrana(nucleare."Esternamente"al"nucleo" c’è" il" citoplasma," al" cui" interno" si" trovano" grossi" apparati" molecolari" come" i" ribosomi," e," separati" da" un" sistema"di"membrane,"anche"i"mitocondri"(i"cloroplasti"nelle"piante),"il"reticolo"endoplasmatico"e"l’apparato" di"Golgi."L’ambiente"della"cellula"è"costituito"per"il"70%"di"acqua"e"questo"conferisce"alle"molecole"in"essa" disciolte"una"struttura"stabile"e"funzionale."Una"parte"delle"proteine"situate"nella"cellula"ha"la"funzione"di" garantire"sostegno"e"mobilità"alla"cellula"stessa,"creando"dei"sistemi"di"filamenti"di"dimensioni"diverse"tra" loro"chiamati"citoscheletro."La"cellula"è"infine"protetta"dall’ambiente"esterno"dalla"membrana(plasmatica," costituita"da"lipidi,"quindi"altamente"isolante." La" formulazione" della" teoria" cellulare" nel" corso" del" XIX" secolo" è" stata" resa" possibile" dalla" scoperta" del" microscopio"ottico,"con"cui"si"iniziò"a"studiare"la"cellula,"a"opera"di"Robert"Hooke"nel"1665"(osservò"sezioni" di"corteccia"di"sughero)."Per"arrivare"però"alla"conoscenza"delle"cellule"così"dettagliata"come"l’abbiamo"oggi" dobbiamo" ringraziare" lo" sviluppo" della" microscopia" e" dell’invenzione" del" microscopio" elettronico," intorno" alla"metà"del"XX"secolo." Il" nucleo" è" l’organulo" centrale" di" maggiori" dimensioni" all’interno" della" cellula" ed" è" separato" dal" resto" del" citoplasma"da"un"sistema"di"doppie"membrane"chiamato"membrana(nucleare."La"sua"composizione"è"simile" a" quella" del" reticolo" endoplasmatico" con" cui" si" trova" in" continuità" mentre" sulla" superficie" interna" ha" una" serie" di" proteine" che" fungono" da" siti" di" attacco" dei" cromosomi" e" da" una" matrice" proteica" di" proteine" filamentose" chiamata" lamina( nucleare" che" conferisce" rigidità" strutturale" al" nucleo." La" superficie" della" membrana"nucleare"è"interrotta"da"piccole"aperture"chiamate" pori(nucleari(delimitati"dall'associazione"di" proteine"che"hanno"sia"uno"scopo"di"barriera"selettiva"che"regola""l’entrata"e"l’uscita"di"molecole"sia"funzioni" strutturali." " XVII" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) Il"DNA"nucleare"è"invece"strettamente"associato"a"proteine" dette" istoni" che" permettono" la" formazione" di" avvolgimenti" regolari" e" quindi" la" compattazione" del" materiale" cromosomico" e" che" insieme" al" DNA" formano" un" filamento( elementare," la" cromatina." Negli" eucarioti" il" materiale" ereditario" è" enorme" e" per" questo" viene" diviso" in" segmenti" lineri"chiamati"cromosomi,"ognuno"dei"quali"corrisponde"ad" una"molecola"di"DNA."Gli"istoni"permettono"ai"cromosomi"di" essere" contenuti" nel" nucleo" nonostante" le" dimensioni." Infatti"essi"sono"proteine(basiche"che"per"la"loro"particolare" natura" si" associano" con" la" doppia" elica" del" DNA" facendola" ruotare" intorno" all’istone" così" da" ridurne" la" lunghezza." In" particolare"gli"Istoni"H2A"H2B"H3"e"H4"si"associano"due"per" tipo" dando" origine" ad" un" complesso( ottamerico," detto" cuore( istonico" intorno" al" quale" si" avvolge" la" molecola" di" DNA"per"due"volte"e"¾""dando"origine"al"nucleosoma"che"è" appunto" la" struttura" fondamentale" della" cromatina." I" nucleosomi" sono" regolarmente" spaziati" tra" di" loro" e" formano," come" detto" prima," un" filamento" elementare" di" cromatina" e" sono" separati" tra" loro" da" piccoli" tratti" di" DNA" chiamati" linker( (come" una" colllana" di" perle)." Alle" loro" estremità"troviamo"poi"l’istone"H1"che"consente"di"unire"più"nucleosomi"insieme,"grazie"alla"sua"funzione"di" istone" linker." In" questo" caso" si" passa" dalla" struttura" a" filo" di" perle" alla" struttura" a" solenoide" e" questo" è" possibile" grazie" anche" alla" presenza" di" enzimi" che" favorendo" una" modificazione" post^traduzionale" degli" istoni" li" lega" tra" loro," il" tutto" coadiuvato" dalla" presenza" di" enzimi" catalizzatori" di" modificazioni" post^ traduzionali"come"come"l’acetilazione,"la"metilazione,"e"la"fosforilazione." Il"grado(di(condensazione(della(cromatina"varia"nel"corso"di"vita"della"cellula"(ciclo(cellulare)."Nel"periodo" che" intercorre" tra" una" divisione" e" l’altra," detto" interfase," la" cromatina" è" distribuita" in" modo" più" o" meno" disparato"nel"nucleo."In"particolare"è"divisa"in"eucromatina"(poco"condensata)"ed" eterocromatina"(molto" condensata)."La"prima"contiene"geni"trascrizionalmente"attivi"che"essendo"poco"condensati"sono"facilmente" accessibili"ai"fattori"di"trascrizione,"mentre"l’altra"contiene"regioni"cromosomiche"non"trascritte"e"sequenze" ripetitive"(come"i"centromeri"e"i"telomeri)."Durante"la"divisione"della"cellula"tutta"la"cromatina"raggiunge"il" livello" massimo" di" condensazione" così" da" consentire" la" separazione" e" distribuzione" dei" cromosomi" nelle" cellule"figlie"senza"la"rottura"della"doppia"elica."Questa"fase"si"chiama"metafase." L’informazione" ereditaria" contenuta" nel" DNA" è" rappresentata" dai" geni" che" permettono" alla" cellula" di" sintetizzare" le" proteine" di" cui" ha" bisogno." Essi" non" partecipano" alla" sintesi" della" proteina," ma" intervengono" dopo" che" la" sua" informazione" è" stata" trasferita" in" molecole" intermedie" di" RNA" attraverso" il" processo" di" trascrizione." In" pratica" le" molecole" di" RNA" vengono" utilizzate" in" particolari" apparati" molecolari" citoplasmatici" detti" ribosomi" dove" attraverso" il" processo" di" traduzione" sintetizzano" le" proteine." I" geni" di" tutti" gli" organismi" viventi"si"possono"dividere"in"tre"diverse"categorie:" I( geni( strutturali," che" sono" trascritti" negli" RNA" messaggeri," ciascuno"dei"quali"ha"una"sequenza"strutturale"che"è"in"grado"di" codificare" la" sequenza" amminoacidica" relativa" alla" struttura" primaria" di" una" proteina." Questa" informazione" è" trascritta" in"" una"molecola"di"RNA"messaggero"ed"è"limitata"a"una"porzione"di" esso" denominata" regione( codificante." Tale" regione" poi" viene" interpretata"dal"codice(genetico"(il"codice"universale"contenuto" " XVIII" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) in"ogni"cellula)"che"permette"la"conversione"dell'informazione"della"sequenza"nucleotidica"nell'appropriata" sequenza"dei"diversi"amminoacidi"che"costituiscono"la"proteina"codificata"da"quel"gene."Le"informazioni"dei" geni"strutturali"portano"le"informazioni"relative"alle"strutture"primarie"di"una"catena"polipeptidica.( I( geni( ribosomali" che" sono" trascritti" nell’RNA( ribosomale" sono" geni" che" si" associano" alle" proteine" ribosomali"creando"il"complesso"plurimolecolare"del"ribosoma.( I(geni(dell’RNA(transfer"nei"quali"ciascuna"molecola"di"tRNA"è"in"grado"di"legare"un"singolo"amminoacido" rendendolo"disponibile"per"la"sintesi"proteica"alla"quale"partecipa"“leggendo”"le"informazioni"che"arrivano" dall’mRNA." Il"processo"di"trascrizione"avviene"grazie"all’enzima"RNA(polimerasi(DNAYdipendente(di"cui"esistono"tre"tipi.( Quello"di"tipo"I"trascrive"i"geni"ribosomali"di"grandi"dimensioni."Quello"di"tipo"II"trascrive"i"geni"strutturali"e" piccoli"RNA"nucleari"che"fungono"da"ribozimi"e"quello"di"tipo"III"trascrive"i"geni"tRNA"e"gli"RNA"ribosomali"di" piccole"dimensioni."Perché"la"trascrizione"abbia"inizio"è"necessario"che"una"sequenza"promotrice"sia"liberata" dal" ripiegamento" avvenuto" sugli" istoni." Terminato" questo" processo" i" vari" tipi" di" RNA" prodotti" sono" sottoposti"ad"un"processo"di"maturazione"attraverso"varie"modificazioni"e"tagli""che"permettono"di"ottenere" le"molecole"di"RNA"necessarie"per"la"sintesi"proteica."" Il"processo"di"maturazione"avviene"all’interno"del"nucleo"e"grazie"a"ciò"si"producono"i"mRNA,"rRNA"e"tRNA" che"sono"poi"trasportati"nel"citoplasma"attraverso"i"pori"nucleari."Questo"rilascio"avviene"solo"se"essi"sono" maturati"e"nel"caso"degli"rRNA"essi"lasciano"il"nucleo"associati"con" proteine"ribosomali." I" trascritti" primari" dei" geni" strutturali" prodotti" grazie" all'attività" dell’RNA" polimerasi" II," sono" chiamati" RNA( eterogeni( nucleari( (hnRNA)" per" via" della" loro" lunghezza" variabile," sono" monocistronici"(codificanti"una"sola"catena"polipeptidica)"e"sono" sottoposti"ai"seguenti"processi:( capping" che" consiste" nella" modificazione" dell’estremità" 5'" del" trascritto"mRNA"rendendolo"più"stabile"grazie"all’aggiunta"di"una" guanina"metilata.( splicing" che" consiste" invece" nel" taglio" dell’mRNA" dividendolo" in" introni" e" esoni." I" primi" sono" le" parti" dell’mRNA" non" utilizzate" mentre" gli" esoni" saranno" saldati" insieme" per" dare" origine" alla" molecola" continua" di" mRNA," composta" anche" di" regioni" codificanti" necessarie" per" la" sintesi" di" specifiche" proteine," grazie" alle"snRNp"(small"nuclear"ribonucleoprotein"particles).( poliadenilazione" che" consiste" invece" nell’aggiunta" di" una" lunga" coda" di" adenine" sull’estremità" 3'" dell’RNA." Le" code" di" poliadenilazione" regolano" la" stabilità" dei" messaggeri" e" sono" implicate" nei" processi" di" controllo" della" loro" traduzione."" editing,"un"processo"che"genera"invece"il"cambiamento"della"sequenza"di"nucleotidi"a"carico"degli"hmRNA" che"però"raramente"si"verifica"nella"nostra"specie."L’editing"dell’mRNA"dipende"dall’attività"di"enzimi"detti( deaminasi." Per" quanto" riguarda" invece" la" trascrizione" dei" geni" rRNA" e" tRNA," ad" opera" dell’RNA( polimerasi( I" e" RNA( polimerasi( III," nel" caso" degli" rRNA" di" grandi" dimensioni" essa" avviene" in" una" specifica" regione" nucleare" chiamata"nucleolo,"mentre"per"i"piccoli"rRNA"e"tRNA"essi"sono"prodotti"al"di"fuori"del"nucleolo."In"seguito" sono" tutti" processati" attraverso" un" processo" simile" all’editing" che" quindi" modifica" le" loro" sequenze" nucleotidiche"per"consentire"una"specifica"funzione"di"sintesi"proteica"e"per"gli"rRNA,"essi"sono"associati"ai" " XIX" Document shared on https://www.docsity.com/it/riassunto-e-appunti-dell-esame-basi-biologiche-dell-attivita-psichica/2128924/ Downloaded by: irene-massiccio ([email protected]) ribosomi" formando" le" due" subunità( ribosomali( maggiore" e" minore" (rispettivamente" con" 60" e" 40" catene" proteiche)." Grazie"alla"scoperta"del"codice"genetico"si"è"compreso"il"modo"in"cui"le"informazioni"vengono"codificate"per" effettuare" una" sintesi" di" proteina" e" si" è" visto" che" non" è" il" DNA" a" partecipare" al" processo," ma" che" esso" trasferisce" le" informazioni" all’RNA" (con" la" trascrizione)" che" rappresenta" dunque" l’acido"nucleico"che"procede"alla"traduzione" del" codice." Esiste" un" codice" universale" uguale" per" tutti" gli" esseri" viventi," quindi" deriviamo" tutti" da" un" unico" codice" ancestrale" detto" progenota( (origine" monofiletica" della" vita" sulla" terra):" universalità" del" codice" genetico" (prima" caratteristica" del" codice" generico)." Ogni" amminoacido" viene" sintetizzato" grazie" a" un" codone" dell’mRNA:" nello" specifico" i" 3" nucleotidi" adiacenti" presenti" in" ciascun" codone" di" mRNA" legano" uno" dei" 20" amminoacidi" nella" misura" di" 3:1" cioè" tre" mRNA" rispetto" a" un" amminoacido." Questo" rapporto"permette"di"formare"un"numero"di" permutazioni" di" amminoacidi" che" supera" abbondantemente"il"numero"di"quelli"necessari"per"una"sintesi"proteica."Grazie"a"questo"la"codificazione"dei" 20" amminoacidi" può" essere" ridondante" o" degenerante( (seconda" caratteristica" del" codice" genetico)" cioè" possono"essere"eliminate"le"porzioni"finali"di"amminoacidi"per"dare"inizio"a"porzioni"iniziali"di"altri."Infine," avviene" anche" la" codificazione" della" terminazione" della" catena." Tutto" questo" grazie" alle" varie" molecole" di" tRNA"che"permettono"il"legame"tra"gli"mRNA"e"le"catene"di"amminoacidi,"nella"sua"regione"dell?