riassunto con schemi dettagliati e precisi sugli organismi ed energia, e sulla cellula, procariote eucariote e tutti gli organuli cellulari, Sintesi del corso di Biologia

Scarica riassunto con schemi dettagliati e precisi sugli organismi ed energia, e sulla cellula, procariote eucariote e tutti gli organuli cellulari e più Sintesi del corso in PDF di Biologia solo su Docsity! 1 Qualsiasi organismo per vivere ha bisogno di energia per tantissimi scopi, e L'energia più importante è l'energia chimica che è quell’energia contenuta in tutti gli atomi e molecole che è facilmente trasformabile ville in altre forme di energia. Gli organismi viventi si dividono in: • autotrofi cioè che producono energia da soli come i batteri • eterotrofi che ricavano energia da altri organismi E l’assorbimento dell'energia avviene tramite alcune reazioni chimiche. tutto l'insieme di queste reazioni che liberano o producono energia e detto metabolismo che comprende due tipi di reazioni anaboliche e cataboliche. • le reazioni anaboliche si hanno a partire da molecole semplici per formare altre molecole complesse e si ha un assorbimento di energia quindi si parla di reazioni ENDOERGONICHE • le reazioni cataboliche avvengono a partire da cellule complesse che vengono scisse per formare cellule più semplici e per questo comprende una liberazione di energia quindi si parla di reazioni ESOERGONICHE. L’energia liberata dalle reazioni cataboliche viene usata poi nelle reazioni anaboliche e quindi richiede un continuo Scambio di energia dall'esterno che avviene grazie ha una molecola molto importante: l’ATP Che è capace di immagazzinare e liberare energia trasportandola tra le molecole per garantire queste reazioni. L’ATP o adenosintrifosfato è una molecola formata da una base azotata (adenina) +un ribosio+ 3 gruppi fosfato L’idrolisi dell'ATP produce una molecola di ADP + uno ione fosfato inorganico abbreviato con Pi 𝑨𝑻𝑷 + 𝑯𝟐𝑶 → 𝑨𝑫𝑷 + 𝑷𝒊 + 𝒆𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒂 Si rilascia appunto dell’energia che non è elevata in quanto: • questa energia è sufficiente per la maggior parte delle reazioni • la cellula può sintetizzare facilmente nuove molecole di ATP partendo dal’ADP utilizzando l'energia di altre reazioni cataboliche. Alcuni esempi di reazioni sono la respirazione e la fotosintesi: le piante svolgono appunto la fotosintesi dove la clorofilla assorbe l'energia luminosa e la trasforma in energia chimica insieme all'acqua e all’anidride carbonica formando il glucosio che è fonte di energia. CO2+H20 → (assorbendo energia luminosa) C6H12O6 + 02 6CO2+6H20 → C6H12O6+6O2 Mentre la reazione della respirazione tramite il glucosio + L'ossigeno della respirazione formiamo l’anidride carbonica liberata dalla espirazione + acqua + energia 6O2+ C6H12O6 → 6CO2 + 6H20 + E Il sole è quindi uno dei motori dell’energia primaria più importanti. Ogni volta che l’ATP viene utilizzata, perde un gruppo fosfato per idrolisi e da ATP diventa ADP adenosindifosfato liberando energia che viene poi utilizzata per svolgere la reazione chimica potendosi trasformare ulteriormente in AMD adenosinmonofosfato REAZIONE ANABOLICA ENDOERGONICA Essendo stata liberata energia essa è: REAZIONE CATABOLICA ESOERGONICA 2 è una proteina che ha una forma globulare. All’interno della sua struttura molecolare è presente una regione molto particolare detta sito attivo dove si incastrano perfettamente con le molecole con cui devono reagire. ogni enzima è capace di reagire con solo un reagente o un piccolo gruppo di reagenti simili e ciò dipende dalla struttura tridimensionale del suo sito attivo e alla struttura del substrato. il reagente è detto substrato che si lega punto al sito attivo. Gli enzimi sono molto specifici in quanto si legano a un substrato come una chiave apre una sola serratura. gli enzimi sono dei catalizzatori cioè sono delle sostanze che velocizzano una reazione chimica poiché alcune reazioni sarebbero lentissime. E, nonostante ciò, l’enzima essendo capace solo di velocizzare la reazione, dopo averlo fatto modificando la sua forma incastrandosi con il substrato torna immediatamente alla sua forma primaria formando così un ciclo continuo. Esistono diversi tipi però di enzimi: 1) velocizzano le reazioni, 2) dividono le molecole (digestivi), 3) trasporto. spesso gli enzimi prendono il nome dal substrato a cui si legano per esempio: le lipasi agiscono sui lipidi e le proteasi agiscono sulle proteine; glucosio + saccarosio = lattosio→ enzima: lattosi è la più piccola unità vivente in quanto è capace di crescere, riprodursi ecc. tutti gli organismi viventi sono formati da cellule e ogni cellula deriva da altre cellule. Esse non sono tutte uguali, infatti, le distinguiamo in procariote ed eucariote. sono degli elementi molto piccoli quasi sempre invisibili all’occhio nudo cioè occhio senza lente. Le prime scoperte sulla cellula si ebbero quando Hooke iniziò a studiare la materia: egli esaminò una porzione sottilissima di sughero e vide che era formato da tante piccole porzioni esagonali che chiamò celle. Gli organismi si dividono in unicellulari o pluricellulari. Lo studio della cellula avviene attraverso l’uso di alcuni strumenti come il microscopio ottico o elettronico con una capacità di risoluzione dalle 1000 a un milione di volte superiore a quella umana. (La risoluzione è la capacità di vedere separati 2 puntini molto vicini): • il microscopio ottico utilizza una serie di lenti che danno una serie di ingrandimenti dove la prima lente detta obbiettivo visualizza il campione che dalla base su cui poggia un vetrino su cui poggia il campione in esame riceve luce, infatti, il campione deve essere sottilissimo e i vari oculari ingrandiscono via via l’oggetto; il primo ingrandisce l’oggetto, il secondo ingrandisce l’ingrandimento del primo e così via. • Il microscopio elettronico: utilizza un fascio di elettroni che ingrandisce l’immagine. • Semplici, elettronici, a fluorescenza, a scansione, ottico ecc. Le cellule sono molto piccole per la maggior parte dei casi per degli specifici motivi poiché devono rispettare un preciso rapporto tra superficie e volume, maggiore è la dimensione minore è il rapporto. La cellula è piccola poiché i nutrienti arrivano appunto dall’esterno e più sarebbe grande più sarebbe il tempo che l’energia impiegherebbe ad arrivare al nucleo e per questo i grandi organismi devono essere formati da tante piccole cellule. Quindi più è piccola e prima i nutrienti arrivano nel nucleo e garantiscono gli scambi per la vita. Le cellule del nostro organismo si dividono in: - labili che si sostituiscono frequentemente - Stabili che si sostituiscono solo al bisogno - perenni che non si possono sostituire. I tessuti dello stesso tipo si organizzano formando gli organi Gli organi si organizzano formando gli apparati e i sistemi Tutte le cellule dello stesso tipo si possono unire formando i tessuti 5 è il più importante organulo cellulare che contiene tutto il genoma della cellula. È delimitato da una doppia membrana chiamata involucro nucleare che racchiude il genoma e svolge diverse funzioni: • è il luogo dove avviene la duplicazione del DNA • è la sede di tutto il controllo genetico • è presente una zona più interna chiamata nucleolo formata prevalentemente da RNA dove inizia la formazione dei ribosomi che non è però limitato da membrane. Le cellule dei mammiferi comprendono anche da 1-4 nucleoli in base allo stato di proliferazione. L’involucro nucleare è formato da un doppio foglietto cioè da due membrane separate da un piccolo spazio vuoto e attraversate da dei fori chiamati pori nucleari che collegano il nucleo al citoplasma lasciando passare solo alcune proteine, ioni e molecole molto piccole. Questa membrana a partire dal nucleo forma dei ripiegamenti che si estendono all’interno del citoplasma che va a formare il reticolo endoplasmatico (liscio o ruvido con la presenza dei ribosomi) All’interno del nucleo è presente una grande quantità di molecole di DNA associate a delle proteine dette istoni formando dei lunghi filamenti che prendono il nome di cromatina che si addensa fino a formare i cromosomi di cui noi esseri umani, ne possediamo 23 coppie ma il numero varia da specie a specie. La modifica di questo numero di cromosomi comporta delle anomalie cromosomiche che causano delle sindromi un insieme di caratteri, per esempio la sindrome di down (trisomia 21) che è diffusa perché è comunque compatibile con la vita al contrario di molte sindromi che comportano un aborto spontaneo. sono molto importanti poiché sono quelle strutture dove avviene la sintesi delle proteine grazie al DNA e l’RNA. Nelle cellule eucariotiche i ribosomi si possono trovare liberi, attaccate alle pareti del reticolo endoplasmatico o all’interno dei mitocondri e dei cloroplasti. I ribosomi liberi producono proteine che servono all’interno della cellula, mentre quelle che devono uscire vengono prodotte da quelle aderenti al RE I ribosomi sono formati da 2 subunità di diversa misura. Ma quelli eucarioti sono formati dall’rRNA (RNA ribosomiale) a cui legano tante proteine diverse. La sintesi delle proteine avviene grazie all’mRNA (RNA messaggero) che traduce e trasporta le informazioni del DNA fino al citoplasma dove avviene la sintesi delle proteine. L’RNA di divide in 3 tipologie: RNA ribosomiale, messaggero, di trasporto la membrana dell’involucro nucleare a partire dal nucleo forma dei ripiegamenti che si estendono all’interno della maggior parte del citoplasma che va a formare il reticolo endoplasmatico (RE) liscio (REL) o ruvido (RER). Esso è formato da LUME e i ripiegamenti Il reticolo endoplasmatico ruvido si forma quando alle pareti del RE aderiscono temporaneamente i ribosomi. Il reticolo endoplasmatico ruvido sintetizza proteine di secrezione cioè destinate ad uscire dal citoplasma. All’interno del RE, nel lume le proteine possono addirittura subire delle modifiche chimiche, per esempio l’aggiunta di glucosio formando delle glicoproteine. Ma soprattutto, nel reticolo RER le proteine subiscono i cosiddetti ripiegamenti che ne causano la struttura terziaria e quaternaria. Una volta le proteine vengono mandate fuori dalla cellula vengono racchiuse in una vescicola di trasporto (delle bollicine). Il reticolo endoplasmatico liscio svolge delle funzioni principali grazie ad alcuni enzimi: • sintetizza i lipidi • rende le molecole tossiche non tossiche • negli animali avviene l’idrolisi del glicogeno formando il glucosio • immagazzina ioni di calcio importanti per la contrazione dei muscoli. Quindi è presente prevalentemente nelle cellule epatiche poiché è dove vengono metabolizzate le sostanze tossiche e avviene l’idrolisi del glicogeno. 6 L'apparato del Golgi è un sistema di membrane continuo, formato da tubuli, cisterne, vescicole delimitate da una membrana ha la funzione di rielaborare, selezionare ed esportare i prodotti del RER (reticolo endoplasmatico rugoso). Prende il nome dallo scienziato che lo scoprì, Camillo Golgi intorno al 1900 scoperta per la quale ottenne il premio Nobel per la medicina. Prende il nome di apparato poiché è formato da un insieme di vescicole non collegate tra di loro che singolarmente prendono il nome di dittiosomi che svolgono divere funzioni: • riceve le proteine dal RER e le modifica ancora • smista le proteine etichettandole per le varie destinazioni • sintetizza i polisaccaridi per la parete cellulare delle cellule vegetali. • Trasporto lipidico • Da esso nascono anche i lisosomi È formata da 3 zone principali: 1. una prima regione principale di ingresso che affaccia al RER detta regione cis dove entrano le vesciolette di trasporto contenenti le proteine dal RER 2. una seconda parte intermedia dove le proteine vengono modificate all’interno del lume 3. e una zona di uscita detta regione trans dove le proteine nella forma finale escono per dirigersi verso le proprie destinazioni. Molte proteine sono di secrezione cioè devono uscire dalla cellula quindi: uscite dall’apparato di Golgi in delle vescicolette di trasporto si dirigono verso la membrana, si uniscono alla membrana e il contenuto viene riversato all’esterno e questo processo è detto ESOCITOSI. Esocitosi: è un processo dove una vescicola si fonde con la membrana plasmatica liberando via via il suo contenuto all’esterno senza che l’ambiente interno o esterno siano a contatto. L’endocitosi invece è il processo contrario dove la membrana plasmatica ingloba alcune particelle - Fagocitosi processo per cui entrano delle particelle solide - Pinocitosi processo per il quale entrano particelle Il processo di fagocitosi è importantissimo anche per la difesa del nostro organismo con la presenza nei globuli bianchi dei macrofagi che sono ricchissimi di lisosomi e quando incontrano delle sostanze estrae come batteri li “mangiano”, li “fagocitano” e li digeriscono anche se in alcuni casi quando l’attacco batterico è elevato i macrofagi non bastano e quindi muoiono e si forma il cosiddetto pus sono degli altri organuli presenti nel citoplasma che rappresentano il sistema digestivo della cellula animale sono i lisosomi, vescicole formate da una membrana singola e vengono formati nel reticolo endoplasmatico che assembla gli enzimi e le membrane e l’apparato di Golgi termina gli enzimi e libera così i lisosomi completati detto lisosoma primario. Gli enzimi digestivi dei lisosomi sono racchiusi nella membrana lisosomiale che li isola dalle altre parti della cellula e senza di essa la cellula finirebbe per digerire sé stessa. Poiché il pH all’interno del lisosoma è di 5, molto più basso di quello del citoplasma. Essi sono quindi organuli specializzati nella digestione enzimatica in ambiente acido di macromolecole (proteine, polisaccaridi acidi nucleici ecc.) nei rispettivi monomeri. La digestione avviene tramite fagocitosi poiché il lisosoma ingloba questo fagosoma formando l’lisosoma secondario in cui gli enzimi iniziano la digestione e le molecole che servono vengono utilizzate dalla cellula, quelle di scarto vengono eliminate tramite esocitosi. 7 sono delle vescicolette che all’interno hanno degli enzimi che demoliscono il perossido di idrogeno (acqua ossigenata, H202) che viene usata per disinfettare poiché molti batteri non posseggono perossisomi mentre per noi che li possediamo non è tossico. • Hanno una struttura simile ai lisosomi • Hanno una membrana interna singola • Degradano il perossido di idrogeno che sarebbe tossico per la molecola: quando io ho 2 molecole di acqua ossigenata (2H202) nei perossisomi queste si trasformano in due molecole d’acqua liberando ossigeno (0+2H20) diventando una sostanza non tossica. sono presenti unicamente nella cellula vegetale. Sono dei sacchetti membranosi circondati da una membrana singola che contengono molte sostanze e hanno funzioni diverse • Accumulo di sostanza tossiche • Sostegno poiché si riempiono per la maggior parte fi acqua e occupano la maggior parte del volume della cellula sostenendola nonostante la cellula vegetale sia ricoperta da una parete vegetale. • Può anche avere una funzione di riproduzione ma indirettamente poiché sono pieni di pigmenti che danno colore alle cellule che attraggono gli animali impollinatori • Digestione poiché soprattutto in alcuni vacuoli sono presenti enzimi digestivi appartengono alla famiglia dei plastidi che sono strutture presenti in tutte le cellule vegetali I plastidi possono essere: cromoplasti (con pigmenti colorati), cloroplasti (clorofilla), leucoplasti (contengono sostanze diverse come gli amminoplasti che contengono amido) E sono anche presenti in alcuni tipi di batteri (cianobatteri) che svolgono la fotosintesi. E i più importanti sono cloroplasti poiché contengono in pigmento verde che è la clorofilla anche se esistono diversi tipi di clorofille che assorbono e riflettono diverse lunghezze d’onda luminose e il colore che vediamo rappresenta il colore che si assorbe. La clorofilla insieme ad altri pigmenti accessori sono essenziali per le piante poiché grazie alla fotosintesi, partendo da acqua e anidride carbonica tramite l’energia solare lì trasforma in glucosio e ossigeno, alla base della nutrizione delle cellule vegetali. I cloroplasti hanno una forma più o meno lunga quasi ovale ma possono variare e a differenza di altri organelli citoplasmatici essi sono formati da una doppia membrana. La loro struttura si compone di: • Una doppia membrana, una interna e una esterna • E a all’interno è presente una sostanza liquida chiamata stroma che contiene al suo interno cromosomi, ribosomi e DNA capaci di produrre singolarmente alcune proteine • All’interno sono presenti dei sacchetti (tilacoidi) posti uno sull’altro in diverse pile chiamate (granum o grano) che tra di loro sono collegati. Essi contengono la clorofilla o gli altri pigmenti accessori Per la presenza di DNA e RNA nello stroma si pensa che i cloroplasti come i mitocondri abbiano un’origine endosimbiotica, si pensa che siano stati fagocitati da una cellula (un cloroplasto ancestrale che ha trasferito alcune informazioni ereditarie all’interno di una nuova cellula) In una foglia, per esempio, distinguiamo una parte superiore e una inferiore, la parte superiore rivolta al sole sarà sempre più verde di quella inferiore senza energia luminosa