INTRODUZIONE DEL CORSOINTRODUZIONE DEL CORSO
DOCENTE DEL CORSO:DOCENTE DEL CORSO:
Dr. Davide Dr. Davide BarbagalloBarbagallo
MATERIALE UTILE AI FINI DEL CORSO:MATERIALE UTILE AI FINI DEL CORSO:
1.1. Libro di testo consigliato: Libro di testo consigliato: Biologia e GeneticaBiologia e Genetica a cura di G. De Leo, E. a cura di G. De Leo, E. GinelliGinelli,,
S. Fasano (Ed. S. Fasano (Ed. EdiSESEdiSES))
2.2. Sito Internet (dove poter scaricare il materiale didattico): Sito Internet (dove poter scaricare il materiale didattico):
http://www.bgbunict.ithttp://www.bgbunict.it (Sezione (Sezione ResearchersResearchers –– Home Home PagePage Davide Davide BarbagalloBarbagallo))
3.3. Ricevimento presso il Laboratorio di Biologia Molecolare: Comparto 10 Ed. C Ricevimento presso il Laboratorio di Biologia Molecolare: Comparto 10 Ed. C ––
Piano Piano --1, Stanza 0021, Stanza 002
TUTTA LA VITA HA UN’ORIGINE
COMUNE CHE SI E’ DIVERSIFICATA
E SVILUPPATA ATTRAVERSO IL
PROCESSO DELL’EVOLUZIONE.
I RICERCATORI STIMANO CHE NEL
MONDO ATTUALE VI SIA UN
NUMERO COMPRESO TRA 5*106 E
100*106 SPECIE VIVENTI
Caratteristiche degli organismi viventiCaratteristiche degli organismi viventi
1) Utilizzo dell’energia proveniente 1) Utilizzo dell’energia proveniente dall’ambientedall’ambiente
2) Scambio di materia con l’ambiente 2) Scambio di materia con l’ambiente 2) Scambio di materia con l’ambiente 2) Scambio di materia con l’ambiente
3) Costruzione delle proprie strutture3) Costruzione delle proprie strutture
4) Ereditarietà4) Ereditarietà
L’INTERA BIOLOGIA E’ UN
CONTRAPPUNTO TRA DUE TEMI:
STUPEFACENTE VARIETA’ NEI
SINGOLI PARTICOLARI; SINGOLI PARTICOLARI;
STUPEFACENTE COSTANZA NEI
MECCANISMI FONDAMENTALIDa Alberts B. et al.Biologia Molecolare della Cellula
LA FILOGENESI SI OCCUPA DI STUDIARE LA STORIALA FILOGENESI SI OCCUPA DI STUDIARE LA STORIA
DELLA DISCENDENZA DEGLI ORGANISMI E COME
ESSI SONO CAMBIATI NEL TEMPO.
LA TASSONOMIA SI RIFERISCE INVECE ALLA
MODALITA’ ATTRAVERSO CUI I NATURALISTI ED I
BIOLOGI RAGGRUPPANO LE SPECIE (UNITA’
TASSONOMICHE DI BASE) DEGLI ORGANISMI
VIVENTI E DEI FOSSILI.
SISTEMA GERARCHICO SISTEMA GERARCHICO DIDI CLASSIFICAZIONECLASSIFICAZIONE
1.1. SPECIE (Es.: sapiens)SPECIE (Es.: sapiens)
2.2. GENERI (Es.: Homo)GENERI (Es.: Homo)
3.3. FAMIGLIE (Es.: FAMIGLIE (Es.: HominidaeHominidae))
4.4. ORDINI (Es.: ORDINI (Es.: PrimatesPrimates))
5.5. CLASSI (Es.: CLASSI (Es.: MammaliaMammalia))
6.6. PHYLA O DIVISIONI PHYLA O DIVISIONI
(Es.: (Es.: ChordataChordata))
7.7. REGNI (Es.: REGNI (Es.: AnimaliaAnimalia))
TASSONOMIA E SISTEMATICA MOLECOLARETASSONOMIA E SISTEMATICA MOLECOLARE
LA SISTEMATICA MOLECOLARE SI BASA SULLE
ANALISI DELLE SEQUENZE DI DNA O DELLE
PROTEINE.
ALLORQUANDO LA SIMILARITA’ TRA LE
SEQUENZE PROTEICHE DI DIFFERENTI
ORGANISMI RISULTA SIGNIFICATIVA, ALLORA
TALI PROTEINE VENGONO DEFINITE OMOLOGHE
E, PROBABILMENTE, SVOLGONO FUNZIONI
SIMILI. (ES.:EVOLUZIONE DELL’EMOGLOBINA)
NASCITA DELLA BIOINFORMATICANASCITA DELLA BIOINFORMATICA
IL POTERE DI QUESTO TIPO DI ANALISI COMPARATIVE E
L’IDENTIFICAZIONE DI PROTEINE OMOLOGHE E’ STATO NOTEVOLMENTE
AMPLIATO NEGLI ULTIMI 5 ANNI GRAZIE ALL’ANALISI IN SILICO DELLE
SEQUENZE AMINOACIDICHE, DEDOTTE DALLA CRESCENTE SEQUENZE AMINOACIDICHE, DEDOTTE DALLA CRESCENTE
DISPONIBILITA’ DELLE INFORMAZIONI DI SEQUENZA CONTENUTE NEI
PROGETTI GENOMA DEI VARI ORGANISMI VIVENTI.
ESISTONO 3 GRANDI DATABASES DI SEQUENZE NUCLEOTICHE AL
MONDO: EMBL; DDBJ E GenBank E UNIPROT COME DATABASE DI SEQ.
AMINOACIDICHE.
La La cellula è l’unità fondamentale di tutti gli cellula è l’unità fondamentale di tutti gli
organismi viventiorganismi viventi
Tutti gli organismi viventi sono formati da Tutti gli organismi viventi sono formati da
cellulecellulecellulecellule
Non esiste alcuna forma di vita se non a Non esiste alcuna forma di vita se non a
livello cellulare livello cellulare
(TEORIA CELLULARE (TEORIA CELLULARE –– Prima metà del Prima metà del
1800; 1800; ShleidenShleiden, , SchwannSchwann e e VirchowVirchow))
A FRONTE A FRONTE DIDI UNA NOTEVOLE UNA NOTEVOLE
VARIETA’ VARIETA’ DIDI FORME E FUNZIONI,FORME E FUNZIONI,
DIFFERENTI TIPI DIFFERENTI TIPI DIDI CELLULECELLULE
SONO ACCOMUNATI DAL SONO ACCOMUNATI DAL
POSSEDERE TUTTE:POSSEDERE TUTTE:
1)1) CITOPLASMACITOPLASMA;;
2)2) NUCELOIDE O NUCLEONUCELOIDE O NUCLEO;;
3)3) MEMBRANA PLASMATICAMEMBRANA PLASMATICA
PER INIZIARE PER INIZIARE …QUALCHE…QUALCHE CENNO CENNO DIDI CHIMICACHIMICA
••LA MATERIA E’ FATTA LA MATERIA E’ FATTA DIDI COMBINAZIONI COMBINAZIONI DIDI ELEMENTIELEMENTI..
••LA PARTICELLA PIU’ PICCOLA LA PARTICELLA PIU’ PICCOLA DIDI UN ELEMENTO CHE MANTIENE ANCORA UN ELEMENTO CHE MANTIENE ANCORA LE SUE CARATTERISTICHE CHIMICHE DISTINTIVE E’ UN LE SUE CARATTERISTICHE CHIMICHE DISTINTIVE E’ UN ATOMOATOMO..
••ATOMI UNITI INSIEME IN GRUPPI COSTITUISCONO LE ATOMI UNITI INSIEME IN GRUPPI COSTITUISCONO LE MOLECOLEMOLECOLE..
GRAFITEGRAFITE CARBONIOCARBONIO MOLECOLA ATPMOLECOLA ATP
IN UN ATOMO SI DISTINGUE UN NUCLEO CARICO POSITIVAMENTE ATTORNO AL QUALE RUOTANO PARTICELLE CARICHE NEGATIVAMENTE: GLI ELETTRONI (e-) (-)
IL NUCLEO DI UN ATOMO, IN PARTICOLARE, CONTIENE SIA PROTONI (p) (+) CHE NEUTRONI (n) (0)
UN ATOMO ELETTRICAMENTE NEUTRO HA UN UGUAL NUMERO DI “e-” E DI “p” NUMERO ATOMICO = N° DI “p” DEL NUCLEO
L’ATOMO
GLI “e-” DETERMINANO IL COMPORTAMENTO CHIMICO DI UN ATOMO E TUTTI GLI ATOMI DI UN DATO ELEMENTO HANNO LO STESSO NUMERO ATOMICO
ISOTOPI = ATOMI CON IDENTICO NUMERO DI “p” MA DIVERSO NUM. DI “n”
PESO ATOMICO (PA) (ATOMI) O PESO MOLECOLARE (PM) (MOLECOLE) = MASSA IN CONFRONTO A QUELLA DI UN ATOMO DI IDROGENO (H) 1 DALTON (D) ~ MASSA DI UN ATOMO DI H
IN NATURA SI TROVANO IN NATURA SI TROVANO 92 ELEMENTI92 ELEMENTI, CIASCUNO DIVERSO DAGLI ALTRI, CIASCUNO DIVERSO DAGLI ALTRIPER NUMERO PER NUMERO DIDI “p” E “p” E DIDI “e“e--” NEI SUOI ATOMI ” NEI SUOI ATOMI
GLI ORGANISMI VIVENTI (VIRUS COMPRESI) SONO COMPOSTI SOLTANTO GLI ORGANISMI VIVENTI (VIRUS COMPRESI) SONO COMPOSTI SOLTANTO DA UNA PICCOLA SELEZIONE DA UNA PICCOLA SELEZIONE DIDI QUESTI ELEMENTIQUESTI ELEMENTI
I DIVERSI ELEMENTI SONO DISTRIBUITI NELLA TAVOLA IN BASE ALLE I DIVERSI ELEMENTI SONO DISTRIBUITI NELLA TAVOLA IN BASE ALLE LORO CARATTERISTICHE “PERIODICHE” LORO CARATTERISTICHE “PERIODICHE”
I LEGAMI TRA GLI ATOMII LEGAMI TRA GLI ATOMI
NEI TESSUTI VIVENTI SOLO GLI ELETTRONI DI UN ATOMO SUBISCONO
RIARRANGIAMENTI (MODIFICAZIONI).
GLI e- SONO IN CONTINUO MOVIMENTO INTORNO AL NUCLEO,
SECONDO BEN PRECISI STATI DISCRETI DETTI “ORBITALI” O “GUSCI SECONDO BEN PRECISI STATI DISCRETI DETTI “ORBITALI” O “GUSCI
ELETTRONICI”.
CIASCUN GUSCIO PUO’ CONTENERE SOLO UN NUMERO PRESTABILITO DI
e-: 1° GUSCIO 2 e-; 2° E 3° GUSCIO 8 e- CIASCUNO; 4° E 5° GUSCIO 18
e- CIASCUNO… (ATOMI CON PIU’ DI 4 GUSCI SONO MOLTO RARI NELLE
MOLECOLE BIOLOGICHE).
I GUSCI PIU’ INTERNI AVRANNO I LORO e- MAGGIORMENTE
ATTRATTI DAI p, AL CONTRARIO GLI e- DEI GUSCI PIU’ ESTERNI
SARANNO “MENO VINCOLATI”. I PRIMI e- SONO PIU’ “STABILI” DEI
SECONDI.
QUANDO UN ATOMO HA IL GUSCIO PIU’ ESTERNO INTERAMENTE
RIEMPITO DI e- E’ PARTICOLARMENTE STABILE E, QUINDI, RIEMPITO DI e- E’ PARTICOLARMENTE STABILE E, QUINDI,
CHIMICAMENTE NON REATTIVO (Es: He; Ne; Ar; etc…).
GLI ATOMI CHE, INVECE, HANNO L’ORBITALE PIU’ ESTERNO NON
COMPLETAMENTE RIEMPITO, SONO IN GRADO DI “DONARE”;
“RICEVERE” O “CONDIVIDERE” e- FRA LORO PER FORMARE MOLECOLE
O IONI
LEGAME IONICO = QUANDO GLI e- SONO DONATI DA UN ATOMO AD UN ALTRO
LEGAME COVALENTE = QUANDO DUE ATOMI CONDIVIDONO UNA O PIU’ COPPIE DI e-
NOTA: SPESSO LA COPPIA (O LE COPPIE) DI e- E’ CONDIVISA IN MODO INEGUALE (CIOE’ GLI e- SONO ATTRATTI DI PIU’ VERSO UN ATOMO –QUELLO PIU’ “ELETTRONEGATIVO” – PIUTTOSTO CHE VERSO L’ALTRO (Es: H2O) ): IN TAL CASO SI PARLA DI LEGAME COVALENTE POLARE
IL NUM. DI e- CHE UN ATOMO DEVE ACQUISIRE O PERDERE (SIA PER IL NUM. DI e- CHE UN ATOMO DEVE ACQUISIRE O PERDERE (SIA PER CONDIVISIONE CHE PER TRASFERIMENTO) PER OTTENERE UN GUSCIO ESTERNO PIENO E’ NOTO COME LA SUA VALENZA
LEGAME IONICO LEGAME COVALENTE LEGAME COVALENTE POLARE
SOLITAMENTE SI FORMA TRA ATOMI CHE HANNO SOLTANTO UNO O SOLITAMENTE SI FORMA TRA ATOMI CHE HANNO SOLTANTO UNO O
DUE DUE ee-- IN PIU’ OLTRE AD UN GUSCIO ELETTRONICO PIENO OD A CUI IN PIU’ OLTRE AD UN GUSCIO ELETTRONICO PIENO OD A CUI
MANCANO UNO O DUE MANCANO UNO O DUE ee-- PER ACQUISIRE UN GUSCIO ESTERNO PIENO.PER ACQUISIRE UN GUSCIO ESTERNO PIENO.
QUESTI ATOMI, INFATTI, POSSONO OTTENERE UN GUSCIO QUESTI ATOMI, INFATTI, POSSONO OTTENERE UN GUSCIO
ELETTRONICO ESTERNO PIENO PIU’ FACILMENTE TRASFERENDO ELETTRONICO ESTERNO PIENO PIU’ FACILMENTE TRASFERENDO ee-- AD AD
UN ALTRO ATOMO O ACQUISENDOLI DA ESSO PIUTTOSTO CHE UN ALTRO ATOMO O ACQUISENDOLI DA ESSO PIUTTOSTO CHE
METTENDONE IN COMPARTECIPAZIONE.METTENDONE IN COMPARTECIPAZIONE.
LEGAME IONICO LEGAME IONICO
METTENDONE IN COMPARTECIPAZIONE.METTENDONE IN COMPARTECIPAZIONE.
NEL VUOTO IL LEGAME IONICO E’ 25NEL VUOTO IL LEGAME IONICO E’ 25--30 VOLTE PIU’ FORTE CHE IN 30 VOLTE PIU’ FORTE CHE IN
SOLUZIONESOLUZIONE
ACQUOSAACQUOSA
UN CRISTALLO DI NaClUN CRISTALLO DI NaCl
LEGAME COVALENTE LEGAME COVALENTE
MOLECOLA = GRUPPO DI ATOMI TENUTI ASSIEME DA LEGAMI COVALENTI
NEI LEGAMI COVALENTI GLI e- SONO CONDIVISI TRA ATOMI PER COMPLETARE IL GUSCIO ESTERNO, PIUTTOSTO CHE ESSERE TRASFERITI FRA DI ESSI.GLI e- CONDIVISI FORMANO UNA NUVOLA DI CARICHE NEGATIVE CHE E’ PIU’ DENSA TRA I DUE NUCLEI CARICHI POSITIVAMENTE ED AIUTA A TENERLI INSIEME, OPPONENDOSI ALLA MUTUA REPULSIONE FRA CARICHE SIMILI CHE ALTRIMENTI LI FORZEREBBERO A SEPARARSI
FORZE ATTRATTIVE E REPULSIVE SONO IN EQUILIBRIO SE I NUCLEI FORZE ATTRATTIVE E REPULSIVE SONO IN EQUILIBRIO SE I NUCLEI SONO SEPARATI DA UNA DISTANZA CARATTERISTICA, CHIAMATA LUNGHEZZA DI LEGAME
ALTRA PROPRIETA’ CRUCIALE DI QUALUNQUE LEGAME (COVALENTE E NON) E’ LA FORZA DI LEGAME = QUANTITA’ DI ENERGIA (IN Kcal/mole) CHE DEVE ESSERE FORNITA PER ROMPERE QUEL LEGAME. [UN TIPICO LEGAME COVALENTE HA UNA FORZA DI 90 Kcal/mole].
FORMAZIONE E ROTTURA DI LEGAMI COVALENTI SONO EVENTI VIOLENTI E NELLA CELLULA SONO CONTROLLATI DA CATALIZZATORI SPECIFICI: GLI ENZIMI
LEGAME COVALENTE (continua)LEGAME COVALENTE (continua)
QUANDO UN ATOMO FORMA LEGAMI COVALENTI CON PARECCHI ALTRI,
QUESTI LEGAMI MULTIPLI HANNO ORIENTAMENTI DEFINITI NELLO
SPAZIO L’UNO RISPETTO ALL’ALTRO, RIFLETTENDO GLI ORIENTAMENTI
DELLE ORBITE DEGLI e- CONDIVISI: SI PARLA IN TAL CASO DI ANGOLI
DI LEGAME
L’ORIENTAMENTO PRECISO DEI LEGAMI COVALENTI FORMA LA BASE L’ORIENTAMENTO PRECISO DEI LEGAMI COVALENTI FORMA LA BASE
DELLA GEOMETRIA TRIDIMENSIONALE DELLE MOLECOLE ORGANICHE
H2O UN “FRAMMENTO” DI DNA
LEGAME COVALENTE (continua)LEGAME COVALENTE (continua)
I LEGAMI COVALENTI POLARI SONO MOLTO IMPORTANTI IN BIOLOGIA (V. DNA) PERCHE’ CREANO DEI DIPOLI PERMANENTI CHE PERMETTONO ALLE MOLECOLE DI INTERAGIRE TRAMITE FORZE ELETTRICHE.
Es: UNA MACROMOLECOLA BIOLOGICA (COME IL DNA O LE PROTEINE) CON MOLTI GRUPPI POLARI, AVRA’ UNO SCHEMA DI DISTRIBUZIONE DI CARICHE + E - SULLA SUA SUPERFICIE; QUANDO UNA TALE MOLECOLA INCONTRA UNA SECONDA MOLECOLA CON UNA SERIE COMPLEMENTARE DI CARICHE, LE DUE MOLECOLE SARANNO ATTRATTE FRA LORO DA INTERAZIONI FRA DIPOLI PERMANENTI CHE ASSOMIGLIANO AI LEGAMI IONICI MA SONO DUE MOLECOLE SARANNO ATTRATTE FRA LORO DA INTERAZIONI FRA DIPOLI PERMANENTI CHE ASSOMIGLIANO AI LEGAMI IONICI MA SONO PIU’ DEBOLI DI QUESTI
Es. Es. DIDI LEGAMI COVALENTI POLARI LEGAMI COVALENTI POLARI DNADNA--PROTEINEPROTEINE
LEGAMI NON COVALENTILEGAMI NON COVALENTI
••LEGAME IONICOLEGAME IONICO (V. PRIMA).
••LEGAME IDROGENO (LEGAMI H)LEGAME IDROGENO (LEGAMI H) = SI FORMA QUANDO UN ATOMO DI H SI METTE “A PONTE” TRA DUE ATOMI AD ELETTRONEGATIVITA’ MAGGIORE RISPETTO AD ESSO (Es: LEGAMI H TRA MOLECOLE DI ACQUA).
••ATTRAZIONE ATTRAZIONE DIDI Van Van derder WaalsWaals = QUANDO, A CAUSA DELLA FLUTTUAZIONE DELLA NUVOLA ELETTRONICA DI UN ATOMO APOLARE, SI FORMA UN DIPOLO INTERMITTENTE CHE, A SUA VOLTA, INDUCE FORMA UN DIPOLO INTERMITTENTE CHE, A SUA VOLTA, INDUCE TRANSITORIAMENTE UN DIPOLO INTERMITTENTE POLARIZZATO IN MODO OPPOSTO IN UN ATOMO CIRCOSTANTE. QUESTA INTERAZIONE TRA ATOMI E’ MOLTO DEBOLE.
••LEGAME IDROFOBICO LEGAME IDROFOBICO = NON E’ UN VERO E PROPRIO LEGAME, QUANTO UNA INTERAZIONE “FORZATA” TRA MOLECOLE IDROFOBICHE CHE VENGONE “SPINTE” DALL’ACQUA A FORMARE DEGLI AGGREGATI MOLECOLARI CHE COPRONO A VICENDA I LORO RESIDUI APOLARI, EVITANDO COSI’ EFFETTI DISTRUTTIVI SUL RETICOLO D’ACQUA, TENUTO INSIEME DA LEGAMI H.
LE MACROMOLECOLE CELLULARILE MACROMOLECOLE CELLULARI
12%
14%
16%
PROTEINS
IN PESO, LE MACROMOLECOLE SONO DI GRAN LUNGA LE PIU’ ABBONDANTIFRA LE MOLECOLE CHE CONTENGONO C IN UNA CELL. VIVENTE; SONO LEPRINCIPALI UNITA’ DI CUI E’ COSTITUITA UNA CELL. E ANCHE I COMPONENTI CHE CONFERISCONO LE PROPRIETA’ PIU’ DISTINTIVE DEI VIVENTI.
0%
2%
4%
6%
8%
10%
RNA
DNA
SI DEDUCE CHE NELLA CELLULA LE MOLECOLE SONO“DISSOLTE” A FORMARE UNA SOLUZIONE ACQUOSA
HH22O O –– COCO22 -- NHNH33 –– CHCH44
Aminoacidi, Aminoacidi, Nucleotidi,Nucleotidi, Acidi grassi e Glicerolo,Acidi grassi e Glicerolo,Aminoacidi, Aminoacidi, Nucleotidi,Nucleotidi, Acidi grassi e Glicerolo,Acidi grassi e Glicerolo,
MonosaccaridiMonosaccaridi
Proteine, Proteine, Acidi nucleici,Acidi nucleici, Lipidi, Lipidi, PolisaccaridiPolisaccaridi
Aggregati MacromolecolariAggregati Macromolecolari
Ribosomi Ribosomi –– Sistemi Sistemi multienzimaticimultienzimatici –– Membrane cellulariMembrane cellulari
ARCHEAARCHEA
MANCANO MANCANO DIDI PEPTIDOGLICNI PEPTIDOGLICNI
NELLA PARETE NELLA PARETE CELLCELL., LA MEMBR.., LA MEMBR.
CELL. E’ COSTITUITA DA LIPIDICELL. E’ COSTITUITA DA LIPIDI
DIFFERENTI RISPETTO A QUELLIDIFFERENTI RISPETTO A QUELLI
DEGLI EUBATTERI, LA STRUTTURADEGLI EUBATTERI, LA STRUTTURADEGLI EUBATTERI, LA STRUTTURADEGLI EUBATTERI, LA STRUTTURA
DEI LORO GENI, NONCHE’ LADEI LORO GENI, NONCHE’ LA
SEQUENZA SEQUENZA DIDI MOLTI LOROMOLTI LORO
RNA E PROTEINE E’ PIU’ SIMILERNA E PROTEINE E’ PIU’ SIMILE
A QUELLA DEGLI EUCARIOTIA QUELLA DEGLI EUCARIOTI
PIUTTOSTO CHE A QUELLA DEGLIPIUTTOSTO CHE A QUELLA DEGLI
EUBATTERI.EUBATTERI.
COMPARTIMENTALIZZAZIONECOMPARTIMENTALIZZAZIONE
TUTTI GLI ORGANISMITUTTI GLI ORGANISMI
MULTICELLULARI, (COMPRESIMULTICELLULARI, (COMPRESI
VEGETALI, FUNGHI ED VEGETALI, FUNGHI ED
ANIMALI) SONO COSTITUITIANIMALI) SONO COSTITUITI
DA CELLULE EUCARIOTICHE.DA CELLULE EUCARIOTICHE.
ESISTONO CMQ. ALCUNIESISTONO CMQ. ALCUNI
ORGANISMI EUCARIOTIORGANISMI EUCARIOTI
UNICELLULARI (PROTOZOI,UNICELLULARI (PROTOZOI,
AMEBE E LIEVITI)AMEBE E LIEVITI)
TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE –– 1,5 MLD. 1,5 MLD. DIDI ANNI FA SI PASSAVAANNI FA SI PASSAVADA UN’ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTEDA UN’ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTE
NASCITA DEI MITOCONDRINASCITA DEI MITOCONDRINASCITA DEI MITOCONDRINASCITA DEI MITOCONDRI
TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE –– 1,5 MLD. 1,5 MLD. DIDI ANNI FA SI PASSAVAANNI FA SI PASSAVADA UN’ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTEDA UN’ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTE
NASCITA DEI CLOROPLASTINASCITA DEI CLOROPLASTI
E’ stimato che nel corpo umano E’ stimato che nel corpo umano sono presenti circa 10sono presenti circa 101313 cellule cellule che costituiscono i differenti che costituiscono i differenti tessuti, organi e apparatitessuti, organi e apparati
COMPARAZIONE TRA ALCUNE CARATTERISTICHE DELLE CELL.COMPARAZIONE TRA ALCUNE CARATTERISTICHE DELLE CELL.
PROCARIOTICHE ED EUCARIOTICHEPROCARIOTICHE ED EUCARIOTICHE
CARATTERISTICACARATTERISTICA PROCARIOTIPROCARIOTI EUCARIOTIEUCARIOTI
DimensioneDimensione Pochi µm Decine di µm*Nucleo delimitato daMembrana
No Si
Organuli No Si
Microtubuli No Si
Microfilamenti No SiMicrofilamenti No Si
Filamenti intermedi No Si
Esocitosi ed Endocitosi No Si
Modal. Divisione Cell. Scissione Mitosi e Meiosi
Informazione Genetica DNA + Proteine DNA + Proteine (Cromosomi)
Maturazione dell’RNA Scarsa Elevata
Ribosomi Piccoli (70S) Grandi (80S)
* Le cellule * Le cellule eucarioticheeucariotiche sono ca. 10 volte più grandi delle sono ca. 10 volte più grandi delle procarioticheprocariotiche come come
Dimensioni lineari e 1000 volte maggiori come volume.Dimensioni lineari e 1000 volte maggiori come volume.
IL MATERIALE GENETICOIL MATERIALE GENETICO
NONNON ESISTONOESISTONO SULLASULLA TERRATERRA CELLULECELLULE CHECHE NONNON CONSERVINOCONSERVINO LALA LOROLORO INFORMAZIONEINFORMAZIONE
EREDITARIAEREDITARIA SOTTOSOTTO FORMAFORMA DIDI DNADNA,, SENZASENZA ALCUNAALCUNA ECCEZIONEECCEZIONE NOTANOTA.. DUNQUEDUNQUE ILIL
MATERIALEMATERIALE GENETICOGENETICO,, LELE MEMBRANEMEMBRANE
CELLULARICELLULARI EDED ILIL METABOLISMOMETABOLISMO BASALEBASALE
SONOSONO LELE CARATTERISTICHECARATTERISTICHE DIDI BASEBASE CHECHE
ACCOMUNANOACCOMUNANO TUTTETUTTE LELE CELLULECELLULE VIVENTIVIVENTI..
Unica eccezione presente nei Unica eccezione presente nei
Retrovirus, virus ad RNA che Retrovirus, virus ad RNA che
integrano il loro genoma all’interno di integrano il loro genoma all’interno di
quello dell’ospite previa quello dell’ospite previa
retrotrascrizioneretrotrascrizione del loro RNA in del loro RNA in
DNA!DNA!
Duplicazione - Trascrizione -Traduzione
-- Il processo di Il processo di
DNADNA
Trascrizione
DNADNA
-- La La DUPLICAZIONEDUPLICAZIONE è il è il processo che porta alla processo che porta alla formazione di copie delle formazione di copie delle molecole di DNA ed al molecole di DNA ed al trasferimento del materiale trasferimento del materiale geneticogenetico
-- Il processo di Il processo di TRASCRIZIONETRASCRIZIONE è il è il
trasferimento trasferimento dell’informazione dal DNA dell’informazione dal DNA
alle molecole di RNAalle molecole di RNA
RNARNA
ProteinaProteina
Traduzione
-- La La TRADUZIONETRADUZIONE è il è il processo mediante il quale si processo mediante il quale si passa dall’RNA alle proteinepassa dall’RNA alle proteine
L’intero quantitativo di DNA (codificanteL’intero quantitativo di DNA (codificante
e non) all’interno di una cellula prendee non) all’interno di una cellula prende
nome di nome di GENOMAGENOMA. Tutte le cellule di uno stesso. Tutte le cellule di uno stesso
organismo pluricellulare hanno un identicoorganismo pluricellulare hanno un identico
Genoma, in quanto derivateGenoma, in quanto derivate
da una cellula progenitore comuneda una cellula progenitore comuneda una cellula progenitore comuneda una cellula progenitore comune
(lo (lo ZigoteZigote). Individui diversi avranno ). Individui diversi avranno GENOTIPIGENOTIPI
differenti ( ameno dei gemelli monozigoti) e ciascun differenti ( ameno dei gemelli monozigoti) e ciascun
GENOTIPO è caratterizzante di uno specificoGENOTIPO è caratterizzante di uno specifico
FENOTIPOFENOTIPO..
MeccanismiMeccanismi didi RegolazioneRegolazione dell’espressionedell’espressione genicagenica
Fase NucleareFase Nucleare
••Scelta del gene che deve essere Scelta del gene che deve essere espressoespresso
••Maturazione dell’RNAMaturazione dell’RNA
••Trasferimento NucleoTrasferimento Nucleo--CitoplasmaCitoplasma
Fase CitoplasmaticaFase Citoplasmatica
••Sintesi delle catene Sintesi delle catene polipeptidichepolipeptidiche
••Modificazioni Modificazioni postpost--traduzionalitraduzionali
••Trasferimento delle proteine Trasferimento delle proteine nelle sedi di competenzanelle sedi di competenza
Complessità delle reti proteiche intracellulariComplessità delle reti proteiche intracellulari
31 gruppi funzionali 31 gruppi funzionali -- 1500 proteine1500 proteine
Mappa delle principali vie di segnalazione importanti per il cancro Mappa delle principali vie di segnalazione importanti per il cancro in cellule umane.in cellule umane.
Indica le posizioni cellulari di alcune proteine modificate da Indica le posizioni cellulari di alcune proteine modificate da mutazioni e coinvolte nella patogenesi di tumori.mutazioni e coinvolte nella patogenesi di tumori.