La chimica dei viventi, Appunti di Biologia

Scarica La chimica dei viventi e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! -LA CHIMICA DEI VIVENTI..Il ruolo degli enzimi Parla della costituzione chimica degli organi viventi e quindi degli ELEMENTI e delle MOLECOLE. Gli elementi costituiscono i BIOELEMENTI, mentre le molecole le BIOMOLECOLE. BIOELEMENTI: Sono elementi chimici che rientrano negli organismi viventi ovvero l’azoto, il Carbonio, l’Ossigeno e l’idrogeno. Questi unendosi tra loro vanno a formare delle molecole più complesse,ovvero le Biomolecole. 1)INTERAZIONI DEBOLI Sono fondamentali nel nostro organismo perché permettono dei rapporti tra le varie strutture quando non vi sono dei legami covalenti. Senza di essi non sarebbe possibile la vita. Ad esempio Gli Anticorpi o il DNA. 2)LE PROPRIETA’ DELL’ACQUA Sappiamo che l’acqua costituisce la maggior parte del nostro organismo. Ad esempio una persona che ha un peso di 70 kg ha all’incirca il 60% di acqua nel proprio corpo,quindi circa 42 litri. Da ciò possiamo capire che il nostro organismo è costituito del 70% da acqua. Formula Molecolare: H2O=2 molecole di idrogeno e una di ossigeno. 3)LE MOLECOLE ORGANICHE Le molecole si formano quando degli elementi si mescolano tra loro tramite dei legami covalenti.Vengono chiamate cosi appunto perché sono costituite da atomi di carbonio. Possono essere chiamata anche BIOMOLECOLE e sono 4: Crboidrati, Lipidi, Proteine e Acidi Nucleici. 4)IL RUOLO DEGLI ENZIMI Gli enzimi sono dei Catalizzatori biologici ovvero fanno avvenire delle reazioni in modo rapido e facilmente. Difatti possiamo dire che senza gli enzimi non sarebbe possibile la vita perché nel nostro organismo abbiamo molte reazioni molto complicate, quasi irrealizzabili che solo grazie agli enzimi si abbassa il potenziale di attivazione e anche codeste reazioni avvengono. -TEORIA CELLULARE Per capire come si è formata la teoria cellulare bisogna seguire 3 tappe: -Avviene nel 600 grazie ai microscopi. Osservò per primo la cellula HOOKE; esso in realtà non osservò delle vere e proprie cellule, bensì delle cavità vuote (delle fette di sughero) che egli stesso definì cellule(dal nome cellette, perché gli sembravano le cellette dei conventi dei monaci). -La seconda tappa avviene nel 1800 quando SCHLEIDEN e SCHWANN (considerati i veri ideatori della teoria cellulare) scoprirono che tutte le piante e tutti gli animali sono formati da cellule. -La terza tappa avviene una ventina di anni dopo con VIRCHOW che affermò che ogni cellula deriva da un’altra cellula preesistente. Da ciò quindi possiamo dedure le 3 formazioni principali della cellula: -TUTTE LE FORME DI VITA SONO COSTITUITE DA CELLULE -LA CELLULA RISULTA ESSERE L’UNITA’ STRUTTURA E FUNZIONALE DEGLI ORGANISMI VIVENTI -TUTTE LE CELLULE DERIVANO DA ALTRE CELLULE PRESISTENTI 1)DIMENSIONE CELLULARE E FORMA La DIMENSIONE:L’uomo è formato da molte cellule e molto piccole e questo avviene perché le cellule si nutrono per diffusione(che non può avvenire con cellule troppo grandi). Sappiamo che le cellule consumano il loro volume medio nella divisione cellulare per cui tendono sempre ad ingrandirsi, ma la grandezza cellulare viene limitata da parametri fisiologici che sono 2: RAPPORTO NUCLEOPLASMATICO e RAPPORTO SUPERFICIE E MASSA NUCLEARE. Col primo ci riferiamo al rapporto tra il volume del nucleo e il resto della cellula : N/C=K (Formula di HERTWIG). Possiamo ben sapere che ci deve essere un equilibrio tra la cellula del Nucleo e quella del Citoplasma perché altrimenti se questo equilibrio viene rotto andiamo incontro alla divisione. N= Volume Nucleare C= Volume del Citoplasma Il risultato tra questo rapporto può essere basso o alto: BASSO nelle cellule differenziate (citoplasma abbondante e nucleo piccolo) mentre ALTO nelle cellule con spiccata capacità di sintesi (nucleo grande e citoplasma piccolo). Il secondo Introduce sostanze nutritive dall’esterno e espelle le sostanze interne verso l’esterno. Abbiamo un rapporto funzionale fra Cellula e Ambiente: S/V=K per cui più aumenta il volume V più si ha un valore basso del rapporto. Bisogna avere cellule più piccole per avere delle superfici più grandi. Anch’esse si dividono in BASSO o ALTO: BASSO in cui le cellule più grandi sono metabolicamente poco attive(più volume e meno superficie), mentre ALTO cellule più piccole e attive metabolicamente (più superficie e meno volume). La FORMA: La cellula varia a seconda del tipo di cellula che ci troviamo e dalla funzione che svolge e dipende molto dal CITOSCHELETRO. La forma può essere FISSA o VARIABILE ovvero alcune cellule che mantengono la propria forma e altre che possono variare. Tra le FISSE ci sono: Spermatozoi, Cellule nervose e Cellule Vegetali. Le VARIABILI sono: Amebe, Cellule del sangue e Cellule del connettivo. 2)LA CELLULA PROCARIOTE ED EUCARIOTE Sono entrambe delle cellule, però hanno delle differenze: EUCARIOTE=presenta all’interno il nucleo, difatti il significato di eucariote è Nucleo Vero.E’ 10 volte più grande della procariote. °A causa della sua struttura complessa ha bisogno di CIGLIA e FLAGELLI per muoversi. °Non vi è la parete cellulare °Qui il DNA è organizzato in molecole chiamate CROMOSOMI PROCARIOTE=Non vi è un vero è proprio nucleo, bensì il Nucleoide, da qui il significato di procariote che è Nucleo Primordiale. 3)STRUTTURE CELLULARI -La cellula PROCARIOTICA si divide in 2 tipi: EUBACTERIA e gli ARCHEA °Presenta una o più appendici sulla superficie della cellula chiamati PILI O FLAGELLI °Riveste la cellula la PARETE CELLULARE(in alcuni casi anche la presenza di una capsula) che può dividere i batteri in 2 tipi: GRAM-POSITIVO oppure GRAM-NEGATIVO. Le prime se colorate col cristalvioletto e poi risciacquate rimane il colore, mentre le seconde l’opposto. 1-OCCLUDENTI: permettono una strettissima adesione tra la membrana e la cellula vicina. Vi sono vari tipi: Strette o Tinght juncton=si trovano subito sotto le zone libere delle cellule e uniscono le cellule le une alle altre). Il loro compito è quello di evitare il passaggio attraverso gli spazi tra le cellule e mantenere le Proteine nella propria sede. 8-9 bande connesse,poco permeabili. °Svolgono un ruolo molto importante a livello INTESTINALE, ovvero permettono l’adesione con gli enterociti(cellule della mucosa intestinale). °A livello del BEE (Barriera emato encefalica) impediscono il passaggio di molecole tossiche. Lasse=se presenta 1-2 bande interconnesse, quindi più permeabilità 2-ADERENTI:Forte adesione tra cellule. Vengono suddivise in: -Fasce aderenti(ZONULAE):si trovano subito dopo le fasce occludenti e si trovano lungo tutto il perimetro della cellula. Si dispongono come una cintura sulla superficie laterale della cellula. L’ispessimento è minore e non vi è una linea intermedia extracellulare. All’interno di esse ritroviamo le PROTEINE TRASMEMBRANE che entrano in rapporto con strutture intracellulari ed extracellulari. Da qui la porzione INTRACITOPLASMATICA entra a contatto con la struttura intracellulare, mentre la porzione EXTRACIPLOSMATICA entra a contatto con le extracellulari. Occludenti e Aderenti costituiscono il QUADRATO DI CHIUSURA o TERMINAL BAR. -Desmosomi(MACULAE):Sono i più comuni hanno la presenza di bottoni, sono separate da uno spazio di 30 nm, sono ispessite e all’interno troviamo una serie di materiale filamentoso=linea terminale. Hanno il compito d tenere insieme le superfici cellulari. Sono facilmente visibili col microscopio ottico in zone precise chiamate SPINE. La funzione principale è quella di Meccanico, ovvero tenere insieme l’insieme delle superfici delle cellule ridotte a stress meccanico. -Emidesmosomi:Si trovano nella parte basale della cellula e stabiliscono l’ancoraggio della superficie basale degli epiteli alla membrana basale. Possono sembrare simili ai desmosomi, ma sono formati da una sola delle metà che costituiscono i desmosomi. La componente fondamentale degli Emidesmosomi è l’INTEGRINA( 2 proteine:alfa e beta)che legano le intracellulari con le extracellulari. -Placche di adesione: ovvero regioni delimitate dalla membrana plasmatica e specializzate per l’adesione modulabile 3-COMUNICANTI:Collegano delle cellule adiacenti permettendo il passaggio di piccole molecole da una cellula all’altra. DIFFERENZA TRA MACULAE E ZONULAE: Maculae è utilizzato quanto una giunzione si localizza solo una porzione limitata della membrana. Zonulae: Indica un sistema di giunzione che si estende per tutta la superficie della cellula. 8)CITOPLASMA Rappresenta la struttura che circonda il nucleo cellulare e circondata dalla membrana plasmatica. Costituisce una buona parte della cellula, ma in alcune possiamo trovare una grande parte di citoplasma e una piccola parte di nucleo, mentre in altre possiamo trovare poco citoplasma e gran parte del nucleo. Può anche definirsi Assoplasma e Sarcoplasma. La sua funzione è fondamentale per la vita cellulare difatti svolge diverse attività: Metabolismo, Movimenti della cellula, Fagocitosi e Apoptosi Esso è formato da 2 componenti: IALOPLASMA e ORGANULI CELLULARI. Gli Organuli sono contenuti all’interno del CITOSOL=Ialoplasma che è una matrice fluida formata da sostanze organiche e inorganiche e che comprende il 50% del volume cellulare. 9)RETICOLO ENDOPLASMATICO Rientra a far parte degli organuli cellulari ed è formato da un sistema di tuboli e vescicole e viene suddiviso in 2 regioni: RUGOSO e LISCIO Rugoso: A causa del suo aspetto perché ricoperto da RIBOSOMI ed ha un’organizzazione Sacculare. La sua funzione è quella di intervenire nei processi di sintesi proteica e al trasferimento del prodotto sintetizzato. La sua struttura è formata da CISTERNE APPIATTITE delimitate da membrane. Liscio: Privo di Ribosomi e ha un’organizzazione Tubulare. La sua funzione è quella di intervenire in vari processi catabolici e anabolici. Per cui parlando della sintesi dei LIPIDI, liberazione del GLUCOSIO EPATICO, DETOSSIFICAZIONE, e immagazzinamento del Ca+. Queste 2 presentano una diversa distribuzione di ENZIMI ovvero:Glucosio-6-fosfatasi che è più presente in quello liscio. 10) APPARATO GOLGI Si tratta di un organulo scoperti da Camillo Golgi, formato da una serie di cisterne appiattite e da vescicole (che si dividono in macrovescicole e microvescicole) .Esso ha la funzione di RIELABORARE e smistare i materiali provenienti dal reticolo endoplasmatico. Esso può presentarsi in diverse sedi a seconda del tipo di cellula in cui ci troviamo. -Cisterne: Possiamo dire che variano da 4 a 6, si distanziano l’una dalle altre con 10 nm, ed è formata da una sacco a forma di disco appiattito e formata da una membrana simile a quella del reticolo endoplasmatico. -Microvescicole: Hanno un diametro di 80-100 nm e si localizzano delle parte immatura del Golgi in cui si fondono con la faccia del Cis. -Macrovescicole: Più grande delle microvescicole con diametro di ùm e nascondo con la fusione della faccia del Trans, una volta formati si portano verso l’esterno dove si fondono con la membrana cellulare. Esso presenta una polarità in una faccia CIS e in un’altra TRANS. -CIS o anche chiamato Faccia prossimale, viene considerata come la porta di ingresso del Golgi -TRANS o anche Faccia distale che si trova rivolta verso la periferia della cellula. L’APPARATO GOLGI in generale svolge 6 funzioni di vitale importanza: -Impacchettamento dei secreti -Rinnovamento del sistema membranoso interno -Mantenimento della caratteristica della membrana -Sintesi dei polisaccaridi -Solfatazione dei proteoglicani -Sintesi dei lipidi 11)RIBOSOMI I ribosomi sono gli organuli presenti in tutte le cellule e formati da rRNA con la funzione di operare la traduzione dell’mRNA durante il processo della sintesi proteica. Hanno la forma di 15-30 nm e sono formati da 2 subunità: piccola e grande ovvero maggiore e minore. Più ribosomi legati da RNA vengono chiamati POLIRIBOSOMI. Sono essenziali perché rappresentano la sede in cui mrna e trna danno origine alle proteine. SUBUNITA’ MAGGIORE: Una specie di corona che presenta 3 protuberanze: -Al Centro= La più grande e viene chiamata NASO -Laterali=Una delle 2 è più lunga, per cui viene chiamata STELO -Canale=Passa la catena proteica con la prevenzione all’eventuale attacco del proteasi SUBUNITA’ MINORE: E’ costituita dalla TESTA unita ad un corpo tramite una specie di collo. Al lato del corpo si trova una sporgenza che prende il nome di PIATTAFORMA che crea una CLEFT=una fessura, dove è molto probabile che avvenga l’interazione codone-anticodone nel corso della sintesi proteica. 12) LISOSOMI-MICROSOMI-MITOCONDRI-CITOSCHELETRO (Vari tipi di Vescicole) LISOSOMI: Si tratta di vescicole delimitate da una membrana che contengono in essi degli enzimi IDROLITICI che hanno un PH molto acido e che sono in grado di demolire le sostanze organiche. La cellula può suicidarsi nel momento in cui viene rotta la membrana che ricopre i lisosomi e vi entrano le sostanze organiche= questo processo è chiamato AUTOLISI. MICROSOMI: Sono molto simili ai lisosomi, ma hanno forme più piccole. Tra i più importanti ritroviamo i PEROSSISOMI, ovvero coloro che hanno molteplici funzioni riguardo la produzione del perossido di idrogeno=H2O2, oppure la demolizione di sostanze come alcol e farmaci che vengono demolite appunto da enzimi che vengono chiamati CATALISI, e che caratterizzano la seguente reazione: 2H2O2--- O2+2H2O MITOCONDRI: Sono delimitati da una membrana doppia:all’esterno si presenta liscia, mentre all’esterno è rigata da CRESTE. All’interno ritroviamo il contenuto chiamato MATRICE. Possiamo definirli come semiautonomi appunto perché possiedono un proprio DNA, hanno dei ribosomi simili a quelli batterici con cui creano delle proteine. Secondo la teoria Dell’endosimbiosi questi provengono dalle primitive cellule preucariotiche. Possiamo anche definirle come CENTRALI ENERGETICHE della cellula perché sono sede della respirazione cellulare. CITOSCHELETRO: Sono dei filamenti intrecciati tra loro che irrobustiscono la cellula conferendole resistenza, forma e controlla gli spostamenti dei cromosomi e permette i movimenti cellulari. Ritroviamo 3 tipi di filamenti: 1-MICROTUBULO: è costituito da 3 filamenti di una proteina che viene chiamata Tubulina. 9 gruppi di microtubuli portano alla formazione dei CENTRIOLI=Nelle cellule vegetali non vi sono presenti, mentre in quelle animali ne ritroviamo 2 nella regione centrale della cellula posti ad angolo retto. Questa zona viene poi chiamata:CENTROSOMA. Mentre più fasci di Microtubuli formano i FLAGELLI e le CIGLIA, di cui i primi sono lunghi e pochi, mentre le ciglia sono corte ma numerose. 2-FILAMENTI INTERMEDI: Sono coloro che danno resistenza alla cellula e sono formati da diversi tipi di proteine.