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RIPASSO SCIENZE - Coggle Diagram

- - - - formate da una o più catene di amminoacidi
        
        possono essere enzimi, catalizzatori biologici, messaggeri chimici (es: insulina) e materiali per strutture (es: collagene)
        
        la sua struttura è divisa in 4 livelli:
        
        PRIMARIA: sequenza di amminoacidi
        
        SECONDARIA: disposizione spaziale locale della catena peptidica, con regolari strutture (a-elica e b-foglietto)
        
        TERZIARIA: conformazione tridimensionale formata dall'assemblaggio di strutture secondarie
        
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        La particolare struttura tridimensionale di una proteina determina la sua funzione. Se una proteina perde la sua unità strutturale, perde o modifica la sua attività
        
        link to mail.google.com
        
        gli ANTICORPI sono grandi proteine a forma di y, che circolano nel flusso sanguigno, rimuovendo le sostanze estranee o virus o molecole alterate, dette ANTIGENI
        
        Qualsiasi sostanza capace di provocare una risposta del sistema immunitario può essere un antigene
        
        Ogni anticorpo riconosce uno specifico antigene in base alla sua struttura tridimensionale e i suoi siti di legami (sulle estremità dell'Y)
        
        A seconda del tipo di antigene, l'interazione anticorpo-antigene o ferma direttamente il processo biologico che avrebbe portato alla malattia o recluta dei macrofagi per distruggere la sostanza estranea
        
        l'EMOGLOBINA
        
        l'ANEMIA FALCIFORME è una malattia ereditaria dove l'organismo non è capace di produrre emoglobina normale
        
        le cellule sanguigne malate prendono una forma falciforme, che non gli permette di passare nei capillari, così bloccano e assottigliano i vasi sanguigni, impedendo l'afflusso dell'ossigeno
        
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    - - DNA (Acido desossiribonucleico)
        
        contiene le informazioni ereditarie
        
        Nel 1952 HERSHEY e CHASE fecero un esperimento per determinare se fossero le proteine o il DNA la fonte di materiale genetico
        
        usando BATTERIOFAGI (virus che infettano i batteri) iniettati con DNA o proteine, segnati con zolfo (proteine) e fosforo (DNA) radioattivI
        
        dal processo di centrifugazione scoprirono che solo il DNA era penetrato nelle cellule del virus, trasmettendo il suo materiale genetico e riproducendo nuovi virus
        
        Sia il DNA che l'RNA sono polimeri formati da nucleotidi, composti da uno ZUCCHERO a 5 atomi di carbonio, un GRUPPO FOSFATO e una BASE AZOTATA (o purine, con doppio anello, cioè G e A, o piramidine, con un solo anello, cioè T, C e U)
        
        Il DNA contiene il desossiribosio come zucchero e timina, citosina, adenina e guanina come basi azotate, mentre nell'RNA lo zucchero è il ribosio e la timina è sostituita dall'uracile
        
        Inoltre il DNA è formato da 2 lunghi filamenti, l'RNA da uno solo
        
        La molecola del DNA è formata da 2 catene polinucleotidiche appaiate e avvolte intorno allo stesso asse, in modo da formare una DOPPIA ELICA (tesi di Watson, Crick e Rosalind Franklin)
        
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        Il DNA testing è usato per identificare rapporti familiari o di genealogia, possibili sospetti forensi, e terapia genetica (difetti o condizioni genetiche)
        
        Lo 0,1% del DNA, o marcatori genetici, è diversa per ogni individuo
        
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      - RNA (Acido Ribonucleico)
        
        utilizza le informazioni del DNA per sintetizzare le proteine
        
        vi sono 3 tipi: mRNA (RNA messaggero), che trasporta le informazioni dal nucleo al citoplasma, tRNA (RNA di transporto), che trasporta gli amminoacidi, partecipando alla sintesi proteica, e rRNA (RNA ribosomiale), che fa parte del ribosoma
    - - formati dall'unione fra piccole molecole organiche e diversi tipi di alcol (es: trigliceridi, fosfolipidi)
        
        non solubili in acqua, ma solubili in solventi organici (es: cloroformio), hanno ruoli protettivi o strutturali, come messaggeri chimici o riserve energetiche
        
        omega-3 acidi grassi = composti polinsaturi nel pesce, importanti per l'attività cerebrale, la salute del cuore, lo sviluppo e la crescita
        
        TRIGLICERIDI
        
        formati da GLICEROLO e ACIDI GRASSI, possono essere:
        
        ANIMALI (O GRASSI)
        
        formati da catene di acidi grassi saturi (rigide e rettilinee) e acidi grassi insaturi trans (rettilinee, compatte, con punti di fusione elevati, solidi a temperatura ambiente)
        
        es: lardo e burro
        
        fonti di grassi trans (insieme all'industria dei cibi processati), poco salutari
        
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        VEGETALI (O OLI)
        
        formati da catene di acidi grassi insaturi (configurazione cis, con punti di fusione bassi, liquidi a temperatura ambiente)
        
        es: olio d'oliva
        
        fonti di grassi insaturi, molto salutari
        
        caso particolare è l'OLIO DI PALMA, che causò molti dibattiti, perchè:
        
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        FOSFOLIPIDI
        
        formati da ACIDI GRASSI legati da GLICEROLO
        
        proprietà anfipatiche (possiedono una regione idrofila e una idrofobica)
        
        CAROTENOIDI
        
        più di 600 PIGMENTI, solubili in grassi e sintetizzati da piante, alghe e batteri fotosintetici
        
        nelle PIANTE sono fondamentali per la FOTOSINTESI, in quanto fanno da pigmenti e proteggono la clorofilla da danni causati dalla luce
        
        negli ANIMALI lavorano come ANTIOSSIDANTI (aumentano le risposte del sistema immunitario contro le infezioni)
        
        es: a-carotene, b-carotene, luteina e licopene (fonte di colore in molta frutta e verdura, come carote, pomodori, peperoni, ecc...)
        
        alcuni sono precursori per la vitamina A, fondamentale per la vista
        
        CERE
        
        grassi solidi, impermeabili all'acqua (struttura idrofobica)
        
        nelle PIANTE (foglie e frutti) fanno da RIVESTIMENTI PROTETTIVI contro malattie, insetti e siccità
        
        negli ANIMALI sono prodotte dalle ghiandole sebacee della pelle (es: le ghiandole degli uccelli producono uno strato impermeabile sulle loro piume)
        
        es: cera delle api
        
        STEROIDI
        
        composti organici di natura idrofobica
        
        il loro precursore è il COLESTEROLO, componente di ogni tessuto animale, sintetizzato dal fegato o introdotto dalla dieta
        
        fondamentale nelle membrane cellulari animali, nel metabolismo lipidico, nel funzionamento del sistema nervoso centrale
        
        nel sangue deve esser mantenuto a livelli fisiologici sotto 200 mg/dl, sennò si accumula nelle arterie, formando placche, che possono portare ad infarti o a disturbi come la CHD
        
        si divide in:
        
        BUONO o HDL
        
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        CATTIVO o LDL
        
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        es: ormoni sessuali (testosterone e progesterone)
    - - monosaccaridi o zuccheri semplici (es: glucosio, galattosio), disaccaridi (es: lattosio, saccarosio), oligosaccaridi e polisaccaridi (es: cellulosa, amido, glicogene)
        
        Uno dei principali nutrienti, diviso in:
        
        SEMPLICI
        
        Piccole molecole facilmente metabolizzate dall'organismo, che fanno aumentare rapidamente la glicemia, dando immediata energia
        
        Sia lo zucchero naturale che quello raffinato appartengono a questa categoria
        
        Alcuni alimenti che ne sono ricchi sono miele, succhi di frutta, gelato e bibite gassate
        
        COMPLESSI
        
        Molecole più grandi, scomposte lentamente dall'organismo, che producono un aumento graduale della glicemia, fornendo energia costante
        
        L'AMIDO, attraverso l'apparato digerente, è trasformato in GLUCOSIO, che circola nel flusso sanguigno, fornendo energia ad organi e tessuti (es: cervello)
        
        Viceversa, le piante assorbono glucosio e lo trasformano in amido attraverso la fotosintesi, infatti diverse verdure e frutta ne sono ricchi (es: banane, mele, patate, zucca, arachidi e cereali)
        
        La CELLULOSA è il principale polisaccaride strutturale nelle piante (soprattutto per la loro parete cellulare), non digeribile per gli umani, ma solo per alcuni animali (es: mucche)
        
        indispensabile anche per gli umani, in quanto fibra salutare per la digestione e la regolarità intestinale (es: agrumi, mele, legumi, cavolfiore, cereali integrali e frutta secca)
        
        Esempi del rapporto struttura-funzione nei polisaccaridi:
        
        AMIDO
        
        principale riserva energetica nelle piante, formato da catene non ramificate di legami glicosidici α-1,4 (amilosio e amilopectina) e α-1,6 (amilopectina)
        
        GLICOGENE
        
        riserva energetica (di glucosio) negli animali (fegato e muscoli), con una struttura simile a quella dell'amilopectina, ma più compatta (catene ramificate)
        
        CELLULOSA
        
        principale componente delle parete cellulari delle piante e il composto organico più diffuso sulla Terra, formato da catene rettilinee e non ramificate (legami glicosidici β-1,4) e microfibrille
    - - Le cellule assemblano o disassemblano le proprie macromolecole in base alle loro necessità, tramite:
        
        IDROLISI
        
        Per ogni monomero rilasciato dalla catena polimerica viene consumata una molecola d'acqua
        
        CONDENSAZIONE
        
        Per ogni monomero aggiunto alla catena polimerica viene rilasciata una molecola d'acqua
- - - - il GLUCAGONE, quando il glucosio presente nel sangue è meno del livello fisiologico (es: calo di zucchero)
      - l'INSULINA, quando il glucosio presente nel sangue supera il livello fisiologico (es: dopo i pasti)
    - - comprende disturbi metabolici dove o il pancreas è incapace di produrre insulina o le cellule del corpo non sono in grado di utilizzarla
        
        DIABETE DI TIPO 1
        
        sviluppato durante l'infanzia
        
        Il sistema immunitario distrugge le cellule B pancreatiche, causando una carenza di insulina
        
        I trattamenti consistono in test medici costanti, iniezioni di insulina e una dieta speciale
        
        DIABETE DI TIPO 2
        
        attacca adolescenti e adulti di più di 45 anni
        
        Le cellule dei muscoli e dei grassi non riescono a utilizzare adeguatamente l'insulina per una carenza di recettori
        
        I trattamenti consistono in medicine, diete e esercizi specifici ed iniezioni di insulina
- - - - formata da adenina (base azotata), ribosio (zucchero a 5 atomi di carbonio) e 3 gruppi fosfati, legati da legami ad alta energia
      - L'energia rilasciata dalle reazioni esoergoniche è usata dalle cellule per sintetizzare ATP da ADP (adenosina difosfato) e PI (fosfato inorganico)
        
        Quando ATP, tramite idrolisi, riforma ADP e PI, quest'energia è usata nelle reazioni endoergoniche
  - - - es: NAD+ (nel primo caso NAD+, nel secondo NADH) e NADP+ (nel primo caso NADP+, nel secondo NADH)
  - - - comprende tutti i processi di degradazione ossidativa dei nutrienti nelle cellule
        
        I nutrienti, scomposti tramite reazioni esoergoniche, producono energia in molecole ATP, usate dall'anabolismo
    - - comprende tutti i processi di sintesi che creano componenti biochimiche complesse
        
        essendo reazioni endoergoniche richiedono energia, fornitagli dall'idrolisi di ATP
    - - Per maggior efficienza, ogni reazione è catalizzata da un enzima diverso e in diversi organelli
        
        Questi enzimi (perlopiù proteine) fungono da catalizzatori biologici (abbassando l'imput energetico richiesto e velocizzano la reazione)
        
        Allo stesso modo, una reazione metabolica può esser rallentata inattivando gli enzimi
      - Gli organismi usano vie metaboliche diverse per ottenere ENERGIA DAL GLUCOSIO
        
        VIA ANAEROBICA
        
        quando l'ossigeno è assente (es: organismi danneggiati dall'ossigeno)
        
        La scomposizione del glucosio parte con la GLICOLISI, via aerobica che avviene nel citoplasma
        
        Una molecola di glucosio è trasformata in 2 acidi piruvati, in modo che 2 molecole di ATP e NADH siano rilasciate
        
        Il processo completo di scomposizione del glucosio, che avviene in presenza di ossigeno, è detto RESPIRAZIONE AEROBICA (o respirazione cellulare)
        
        Nei mitocondri, le molecole piruvate sono ossidate in CO2, producendo molta ATP (fosforilazione ossidativa)
        
        Se l'ossigeno è assente, le cellule ricavano l'energia solo dalla glicolisi, seguita dalla fermentazione, cioè RESPIRAZIONE ANAEROBICA (processo incompleto e meno efficace)
        
        Nel citoplasma, la FERMENTAZIONE ossida NADH in NAD+, permettendo alla glicolisi di continuare
        
        divisa in:
        
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        VIA AEROBICA
        
        quando l'ossigeno è presente
- - - - un VETTORE DI CLONAZIONE, per trasportare i nuovi geni
        
        solitamente PLASMIDI, molecole circolari che, una volta tagliate, si aprono, creando uno spazio dove inserire il frammento di DNA estraneo
      - ENZIMI DI RESTRINZIONE
        
        riconoscono i siti di restrinzione del DNA, dove tagliano
        
        creando "estremità nette" (entrambi i filamenti finiscono con un paio di basi) o "estremità coesive" (finiscono con elettroni spaiati)
      - FRAMMENTI DI DNA da un donatore, contenenti il gene voluto
      - DNA LIGASE
        
        che creano un legame fosfodiesterico tra un'estremità idrossile 3' di un nucleotide (il frammento di DNA) e una fosfata 5' di un altro (il vettore)
      - CELLULE OSPITI
        
        incorporate nel vettore ricombinante, e sono introdotte in celle batteriche o vegetali tramite trasformazione, in quelle animali tramite trasfezione, nei virus tramite trasduzione
        
        Questi processi non sono molto efficienti, infatti servono vettori con marcatori (es: ampicillina o lac Z) che permettono di riconoscere le cellule trasformate da quelle non trasformate
  - - - Il DNA ricombinante è usato per sintetizzare VACCINI (es: quello per l'epatite b) o FARMACI, detti BIOFARMACEUTICI, modificando piante ed animali per produrre la sostanza richiesta
        
        es: insulina, ormone della crescita (un tempo estratto da cadaveri), fattore 8 e 9 (proteine la cui carenza determina l'emofilia, un tempo estratte dal plasma, causando malattie come l'epatite b)
      - Nelle PIANTE GMO viene manipolato il loro genoma per creare un nuovo allele o introducendo un nuovo gene (organismo transgenico)
        
        per creare PIANTE PIÙ RESISTENTI AGLI INSETTI, ERBICIDI E TEMPERATURE ESTREME
        
        oppure per migliorare i suoi colori, gusto e proprietà nutritive
        
        es: la patata resistente all'insetto delle patate del Colorado (capace di sintetizzare il proprio pesticida, prodotto naturalmente dal Bacillius Thuringiensis) e il riso dorato (ricco di b-carotene, fonte di vitamina A, soprattutto nella sua seconda versione)
    - - es: topi "knockout" (topi modificati geneticamente inattivando un certo gene per studiare, in paragone rispetto ad un topo normale, i suoi effetti) e anticorpi monoclonali (creati per riconoscere diversi tipi di tumore)
- - - - Possono derivare da:
        
        EMBRIONI
        
        Le cellule staminali embrioniche rimangono nella fase S del ciclo cellulare, sintetizzando DNA senza stimoli esterni
        
        Possono dividersi un numero illimitato di volte senza differenziarsi, diventando qualsiasi tipo di cellula
        
        TESSUTI ADULTI
        
        Le cellule staminali adulte si trovano nei muscoli e nei tessuti dopo la fase embrionale
        
        Preservano e riparano i tessuti
        
        Talvolta rimangono inattive per anni, fino a rotture o malattie nei tessuti
        
        Possono diventare diversi tipi di cellule, ma non tutti, e la loro abilità dipende dal loro tessuto d'origine
        
        CORDONE OMBELICALE, FLUIDO AMNIOTICO E PLACENTA
        
        Queste cellule sono emopoietiche, come quelle trovate nel midollo osseo
        
        usate per generare globuli rossi e cellule del sistema immunitario per curare malattie del sangue e del sistema immunitario
        
        alcune del liquido amniotico e placenta sono capaci di proliferazione indifferenziata prolungata
  - - - nate da cellule totipotenti, possono differenziarsi in quasi tutti i tipi di cellule
        
        es: blastocisti
    - - possono differenziarsi solo in cellule della stessa famiglia
        
        es: cellule emopoietiche
    - - nate da embrioni giovani (1-3 giorni) e possono diventare ogni tipo di cellula specializzata
        
        es: zigote
    - - possono differenziarsi in un solo tipo di cellule
    - - con le stesse caratteristiche delle cellule staminali embrioniche, ma possono esser generate da qualsiasi cellula