Biologia applicata
Di cosa parla
- La Teoria Cellulare si basa su tre principi: cellula come unità funzionale e strutturale, origine da cellule preesistenti, e origine comune.
- Le cellule procariotiche (batteri, archea) sono prive di nucleo, mentre le eucariotiche (animali, vegetali) sono più grandi e compartimentalizzate, con un nucleo ben definito.
- Concetti fondamentali includono metabolismo (reazioni chimiche ed energetiche), omeostasi (mantenimento condizioni interne), accrescimento, sviluppo e adattamento.
- La materia vivente è composta principalmente da C, O, N, H. I legami ionici e a idrogeno sono cruciali, così come la versatilità del carbonio.
- Le macromolecole sono polimeri di monomeri diversi o uguali.
- I Carboidrati sono idrati del carbonio; esempi includono disaccaridi, amido (riserva piante), glicogeno (riserva animali) e cellulosa (struttura).
- I Lipidi includono carotenoidi, acidi grassi (saturi/insaturi), trigliceridi, fosfolipidi (molecole anfipatiche) e colesterolo (steroide principale).
- Le Proteine sono polimeri di aminoacidi, uniti da legami peptidici, con strutture secondarie (alfa elica, foglietto beta) e quaternarie.
- Gli Acidi Nucleici (DNA, RNA) sono polimeri di nucleotidi, uniti da legami fosfodiesterici. Il DNA ha una struttura a doppia elica, l'RNA è a singolo filamento.
- Le Cellule Procariotiche presentano: nucleoide (DNA circolare), parete cellulare (determinante forma e osmoregolazione, classificazione in Spirilli, Spirochete, Vibrioni, Cocchi), membrana plasmatica, ribosomi (non membranosi) e, in alcuni casi, capsula, flagelli, pili, spore e tossine batteriche (esotossine, endotossine). La parete differisce nei batteri Gram+ (più peptidoglicano, colorazione viola) e Gram- (meno peptidoglicano, membrana esterna, colorazione rosa).
- Le Archeobatteri vivono in condizioni estreme (Termofili, Metanogeni, Alofili).
- Le Cellule Eucariotiche sono compartimentalizzate. Gli organelli includono: Nucleo (doppia membrana, pori nucleari, cromatina, nucleoli per sintesi ribosomi), Reticolo Endoplasmatico Liscio (sintesi lipidi, detossificazione), Reticolo Endoplasmatico Ruvido (sintesi proteine secrete), Complesso di Golgi (modifica e smistamento proteine, produzione glicoproteine, glicolipidi), Lisosomi (degradazione macromolecole, pH acido), Mitocondri (produzione ATP, doppia membrana, creste, respirazione aerobica, semi-autonomi), Perossisomi (detossificazione H2O2), Citoscheletro (struttura e movimento, composto da microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi).
- Le Cellule Vegetali Eucariotiche possiedono cloroplasti (fotosintesi, tilacoidi, grana, stroma, semi-autonomi) e plasmodesmi (connessioni intercellulari).
- Le Cellule Animali presentano giunzioni ancoranti e matrice extracellulare. La Teoria Endosimbiotica spiega l'origine dei mitocondri e cloroplasti da batteri simbiotici.
- La Membrana Cellulare è un mosaico fluido di fosfolipidi, glicolipidi, steroidi e proteine. I meccanismi di trasporto includono: diffusione passiva (semplice, facilitata tramite canali/permeasi), trasporto attivo (primario con consumo ATP, secondario con gradienti), e trasporto di massa (endocitosi: fagocitosi, pinocitosi, mediata da recettore; esocitosi).
- La Duplicazione del DNA è semiconservativa, con l'intervento di enzimi come DNA polimerasi (con correzione di bozze) e topoisomerasi. La Cromatina è formata da istoni e DNA, organizzata in nucleosomi.
- La Sintesi Proteica coinvolge la trascrizione (DNA a mRNA, mediata da RNA polimerasi) e la traduzione (mRNA a proteina). Negli eucarioti, l'mRNA matura tramite cappuccio, coda di adenine e splicing (rimozione introni, unione esoni).
- Il Codice Genetico è ridondante, non ambiguo e quasi universale. La traduzione avviene sui ribosomi, con il tRNA che trasporta gli aminoacidi, e la formazione del legame peptidico catalizzata dalla Peptidil-transferasi.
- Le Mutazioni Geniche o puntiformi includono sostituzioni (silenti, missenso, non senso), delezioni e inserzioni, che possono causare frameshift (es. anemia falciforme).
- I Virus sono entità acellulari con genoma DNA o RNA, si riproducono solo all'interno di cellule ospiti (ciclo litico o lisogeno) e sono classificati per forma (elicoidale, poliedrica, complessa).