Biologia - riassunto programma classe terza

Materie:Riassunto
Categoria:Biologia

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Testo

BIOLOGIA CLASSE TERZA
Il passaggio di informazioni dal gene alla proteina si basa su un codice a triplette: i nucleotidi sono organizzati in triplette. Ogni tripletta porta l’informazione(codifica) per un determinato amminoacido.Le istruzioni genetiche per la sequenza di amminoacidi di una catena polipeptidica sono scritte nel dna e nell’rna sotto forma di una serie di “parole di 3 lettere” chiamate codoni.La corrispondenza tra triplette e amminoacidi è detto codice genetico( è universale perché = in tutti gli organismi). Vi sono 64 possibili triplette, 4 alla terza, sufficienti per corrispondere ai 20 amminoacidi.
gene(nucleotidi 4 nell’rna e 4 nel dna;)---proteina( amminoacidi 20).
Si definiscono introni le regioni non codificanti di un gene (eucariotico o di archeobatteri) che, insieme agli esoni(codificanti), vengono trascritte dall’ RNA polimerasi. A differenza degli esoni, gli introni, in seguito al processo di splicing del trascritto primario, non si ritrovano negli mRNA maturi.
Sintesi proteica: processo endoenergetico(richiede energia) le 2 fasi principali sono:
-la trascrizione: trasferimento di informazioni genetiche dal dna a una molecola di rna. E’ chiamato così perché il linguaggio del dna è stato riscritto come una sequenza di basi azotate nell’rna. Essa avviene nel nucleo; ed è simile alla duplicazione del dna in quanto i 2 filamenti di dna si devono prima separare poi però solo uno dei 2 filamenti serve da stampo per la nuova molecola di rna che si deve formare.(E’ il dna che lega i codoni complementari). I nucleotidi che costituiscono la nuova molecola di rna prendono posto uno alla volta lungo il filamento stampo di dna formando legami a H con le sue basi azotate.I nucleotidi dell’rna si legano tra loro grazie all’azione dell’rna polimerasi. Il segnale d’inizio della trascrizione è una sequenza nucleotidica detta promotore posta nel dna vicino all’estremità iniziale del gene.
1°fase:fase d’inizio:quando l’rna polimerasi si attacca al dna promotore.
2°fase:fase di allungamento:l’rna si stacca dal suo dna consentendo ai 2 filamenti di dna di appaiarsi di nuovo nella parte in cui era avvenuta la trascrizione.
3°fase:fase di terminazione:l’rna polimerasi raggiunge una sequenza di basi azotate del dna stampo detta sequenza di terminazione. l’rna messaggero che ha portato il messaggio genetico,dopo che è avvenuta la sua maturazione(splicing degli introni) passa nel citoplasma dove stanno i ribosomi.

La traduzione: trasferimento dell’informazione genetica dall’rna ad una proteina. Avviene a livello dei ribosomi. E’ un processo + complesso rispetto alla trascrizione perché vengono utilizzati:
-gli enzimi e un certo numero di “fattori” proteici.
-richiede la partecipazione del T-rna(transfert)=traduttore genetico
-i ribosomi: organuli sui quali avviene la sintesi proteica
-le fonti d’energia chimica come l’ATP.

Il T-rna abbina gli amminoacidi ai loro specifici codoni per formare un nuovo polipeptide. Alla sua estremità vi è una tripletta specifica detta anticodone.
Una molecola di T-rna non sa riconoscere direttamente il proprio amminoacido ma può farlo grazie a un particolare enzima.Gli enzimi legano gli amminoacidi ai corrispondenti T-rna utilizzando una molecola di ATP come fonte di energia.
L’R-rna(ribosomiale):si trova nei ribosomi insieme a delle proteine.
Ogni ribosoma ha sulla subunità + piccola un sito di legame per l’m-rna e su quella + grande i siti di legame per i t-rna. Uno di questi,il sito P, ospita il t-rna a cui è legata la catena polipeptidica in crescita; l’altro sito, il sito A, ospita un t-rna che porta con sé l’amminoacido da aggiungere alla catena.
Fase d’inizio:
-l’m-rna si lega alla subunità ribosomiale + piccola. L’anticodone complementare UAC del t-rna si lega al codone d’inizio AUG per la lettura e la traduzione. Questa molecola di t-rna porta con sé l’amminoacido metionina.
-una subunità + piccola del ribosoma si lega a quella + grande per formare un ribosoma funzionale. Il t-rna di partenza si colloca nel sito P del ribosoma. (UAC si lega al t-rna il cui anticodone è CCG;legame peptidico tra i 2 amminoacidi).
Fase di allungamento:
-riconoscimento del codone: l’anticodone del t-rna, che porta con sé l’amminoacido, si appaia col codone dell’m-rna posto nel sito A.
-formazione del legame peptidico:il polipeptide si stacca dal t-rna a cui era legato(quello del sito P) e si attacca attraverso un legame peptidico all’amminoacido.
-traslocazione:il t-rna del sito P lascia il ribosoma e il t-rna del sito A, che trasporta il polipeptide in crescita, si sposta nel sito P.Il codone e l’anticodone rimangono legati poiché l’m-rna e il t-rna si spostano insieme.
-fase di terminazione:l’allungamento continua fino a quando un codone di arresto giunge nel sito A del ribosoma. I codoni di arresto(UGA) non codificano per alcun amminoacido, ma comunicano la fine della traduzione. Il polipeptide completo si libera dall’ultimo t-rna e dal ribosoma.
Le mutazioni: è una qualsiasi variazione-cambiamento(sostituzione,delezione,inserzione)che avviene nella sequenza nucleotidica del dna(nelle basi azotate).
-geniche: interessano un solo gene, in cui una o + coppie di basi o un solo nucleotide viene sostituita,inserita o persa provocando la sintesi di una proteina anomala con funzione alterata.
-cromosomiche:interessano uno o + cromosomi, si verificano quando avvengono scambi o inversioni di segmenti di cromosoma, perdita di segmenti o trasferimenti di pezzi di cromosoma su altri cromosomi.
-genomiche:riguardano il numero di cromosomi: presenza in eccesso (sindrome down trisomia 21) o in difetto ( XO sindrome di Turner).
Le mutazioni a carico delle cellule somatiche non sono trasmesse alla discendenza mentre quelle che colpiscono le cellule germinali(gameti) si trasmettono.
Agenti mutageni:
-fisici:variazioni di temperatura,radiazioni ultraviolette,radiazioni ionizzanti
-chimici:sostanze contenute nel fumo di sigaretta, sostanze inquinanti nell’aria e nell’acqua,alcuni additivi alimentari,sostanze usate in agricoltura,alcuni farmaci e cosmetici.
Ciclo litico: è il modo in cui i fagi T si riproducono, è detto litico perché porta alla rottura(lisi)della cellula ospite
lisogeno: altro modo alternativo in cui un altro fago E. coli,detto lampada, si riproduce. Nel ciclo lisogeno la duplicazione del dna virale avviene senza la produzione di fagi e la morte della cellula.
Virus: dal latino veleno, non fanno parte dei 5 regni.
E’un insieme di geni ed ha una struttura molto semplice: 1 acido nucleico Dna o Rna e un rivestimento di proteine detto capside. Viene considerato un parassita cellulare obbligato perché è un organismo che vive a spese di altri(eterotrofo) e obbligato perché per riprodursi deve attaccare le cellule, fuori non si riproduce; infatti la cellula ospite fornisce la maggior parte dei componenti necessari alla trascrizione e alla traduzione(ribosomi,enzimi,t-rna..)e duplica ,trascrive e traduce l’acido nucleico virale. I virus sono altamente specifici in quanto infettano solo le cellule che possiedono sulla loro superficie determinati recettori. L’involucro o capside aiuta il virus a entrare e a uscire dalla cellula ospite. La maggioranza dei virus inietta nella cellula solo il proprio acido nucleico( il capside rimane sulla superficie cellulare). Alcuni virus però entrano nella cellula interi liberando il proprio acido nucleico quando si trovano all’interno della cellula dove avviene la duplicazione del genoma virale(Dna o Rna), la produzione di proteine virali e l’autoassemblaggio.
Inoltre i virus possono fare il salto di specie, cioè sono in grado di attaccare anche altri organismi. Esistono 3 tipi:animali,vegetali,batteri.
Virus a Dna:
Dna----viene trascritto in m-rna----arriva ai ribosomi e avviene la sintesi di proteine virali
Vengono usati enzimi,nucleotidi,amminoacidi,ribosomi della cellula)
Es. l’epatite e la varicella
Virus a Rna:
o uccidono la cellula o esplode; processo simile all’esocitosi; es. raffreddore,morbillo,parotite,aids, poliomielite.
Ciclo riproduttivo di un virus a rna:parotite
Quando il virus viene a contatto con la cellula ospite le estroflessioni glicoproteiche che sporgono dall’involucro virale si attaccano alle proteine recettrici poste sulla membrana cellulare.
L’involucro si fonde con questa membrana consentendo all’rna di entrare nel citoplasma. 1)Ingresso
2)gli enzimi rimuovono il rivestimento proteico
3)sintesi di nuovi filamenti di rna virale----4)sintesi di nuove proteine virali;5)sintesi di un nuovo rna virale(l’altro filamento)----6)assemblaggio:i virus lasciano la cellula utilizzando la membrana cellulare della cellula ospite per formare il nuovo involucro.----7)il virus può abbandonare la cellula senza necessariamente romperla.
Virus dell’adis(l’HIV): l’HIV contiene 2 copie dell’rna invece che una sola. Ha un diverso modo di riprodursi dato che è un retrovirus, cioè un virus a rna che si riproduce attraverso una molecola di dna. I retrovirus sono chiamati così perché possono invertire il normale flusso dna—rna,essendo in possesso di un enzima detto trascrittasi inversa, che è in grado di catalizzare una trascrizione in cui si produce dna utilizzando l’rna come stampo.la trascrittasi inversa usa:1)l’rna come stampo per produrre un filamento di dna e poi 2)aggiunge un secondo filamento di dna complementare 3)il dna a doppio filamento che ne risulta entra nel nucleo della cellula e si inserisce nel dna cromosomico, diventando un provirus che di solito entra a far parte del dna cellulare ma a volte 4)viene trascritto in rna e 5)tradotto nelle proteine virali 6)i nuovi virus così assemblati escono dalla cellula e possono poi infettare altre cellule.
Plasmide: -è un piccolo anello di dna separato dal cromosoma batterico; si definisce plasmide (anche plasmidio) un frammento di DNA presente nel citoplasma di numerosi batteri, capace di replicazione autonoma all'interno di una cellula (batterica o eucariotica). È di fatto un piccolo cromosoma indipendente. La maggior parte dei plasmidi conosciuti sono molecole circolari, ma ne esistono anche lineari. Spesso porta geni che codificano caratteristiche non essenziali ma che, in situazioni specifiche, possono conferire un vantaggio evolutivo (es., resistenza a antibiotici, resistenza a sostanze tossiche, capacità metaboliche aggiuntive).Alcuni plasmidi sono trasmissibili (da una cellula donatrice a una ricevente) tra cellule della stessa specie o anche tra cellule di specie diverse.
plasmide R: trasporta geni per codificare enzimi che distruggono particolari antibiotici.
Plasmide T:induce tumori nelle cellule vegetali che infetta
Espressione genica:processo col quale l’informazione genica passa dai geni alle proteine
Regolazione dell’espressione genica nei procarioti:
è indispensabile per produrre le proteine necessarie per utilizzare i nutrienti presenti nell’ambiente.
Controllo a livello della trascrizione:operato da:proteine di regolazione codificate da geni regolatori.
-regolazione negativa:proteina regolatrice=repressore—si lega al dna e impedisce l’attacco di rna-polimerasi.
-regolazione positiva:proteina regolatrice=attivatore—di lega al dna e favorisce l’attacco
Spesso nel cromosoma batterico i geni che codificano proteine attive in una via metabolica sono disposti in sequenza.L’rna-polimerasi trascrive questi geni correlati in un unico m-rna in cui le sequenze corrispondenti ai geni correlati sono adiacenti o poco distanziate.
Il modello dell’operone(anni 60,Jacob e Monod)
Operone:tratto di cromosoma batterico costituito da:-promotore:sito d’attacco per l’rna polimerasi, --operatore:breve sequenza di nucleotidi alla quale un repressore attivo può attaccarsi –geni strutturali:serie di enzimi.
gene regolatore:gene che codifica la proteina repressore.questo gene può essere adiacente o no all’operatore.
Operone inducibile(es. operone Lac):normalmente non è espresso. La sua trascrizione richiede la presenza di un induttore che inattivi il repressore legato all’operatore.il legame induttore-repressore permette il distacco di quest’ultimo dall’operatore.rna-polimerasi si lega al promotore e inizia la trascrizione di geni strutturali che codificano per una serie di enzimi e l’induttore è di solito il substrato su cui questi agiscono—gli enzimi vengono sintetizzati solo quando è presente il loro substrato.
Operone reprimibile(operone Tep). È normalmente espresso perché il repressore è inattivo.quando è presente un corepressore esso si lega al repressore attivandolo, il complesso repressore-corepressore si lega all’operatore impedendo l’attacco di rna plimerasi.un corepressore è spesso il prodotto finale della via boisintetica che esso controlla.
(I semplici procarioti unicellulari mettono in atto la regolazione genica per rispondere in maniera rapida ai cambiamenti del loro ambiente (mancanza o abbondanza di specifici nutrienti, ad esempio)per risparmiare più energia possibile.In generale la regolazione procariotica avviene per pochi geni, difatti la maggioranza di questi è espressa costitutivamente. Ogni gene regolato è fornito dei suoi personali meccanismi di induzione o repressione. I procarioti, privi di nucleo, non possono interporre una barriera tra il processo di trascrizione e quello di traduzione, dacché i trascritti di MRNA vengono immediatamente a contatto con i ribosomi citoplasmatici che li traducono in proteine. Ciò significa che la regolazione può avvenire solo prima e durante la fase di traduzione.)
Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti:
è indispensabile per il differenziamento delle cellule. Zigote—cellule differenziate
tutte le cellule somatiche contengono lo stesso numero e lo stesso tipo di geni. Il differenziamento si manifesta quando una cellula pur possedendo l’informazione genetica completa esprime solo i geni che codificano per le sue proteine caratteristiche
Regolazione tramite:
-controllo conformazionale:
eterocromatina:condensata e ricca di sequenze ripetute di dna, non viene trascritta perché inaccessibile all’rna polimerasi.
Eucromatina:poco condensata,viene trascritta
Controllo della trascrizione:
-proteine regolatrici(fattori di trascrizione) - mutilazione della citosina:l’attacco di un gruppo metile(CH3)impedisce alle proteine regolatrici di attaccarsi al dna.
Controllo della maturazione e del trasporto dell’rna:
-splicing degli introni:uno stesso trascritto primario di m-rna può essere elaborato in modi diversi con un diverso assemblaggio di esoni. Dallo stesso gene + proteine.
Controllo della traduzione:
proteine inibitrici,nel citoplasma, si legano all’estremità dell’m-rna impedendo il legame con il ribosoma.
Controllo post-traduzione(il gene è stato tradotto in proteina ma non è attiva).
-attivazione delle proteine sintetizzate –eliminazione di una parte della proteina
- a volte avviene demolizione delle proteine: legame tra proteina da demolire e una piccola sequenza proteica.
Con il termine Tassonomia (dal greco (taxinomia) dalle parole taxis = ordine e nomos = regole). Forma dei gruppi in base a determinate caratteristiche comuni. Ramo della bio che classifica le spesie:classificare significa trovare somiglianze e differenze.
Il regno è il gruppo tassonomico di livello gerarchico più elevato che fu introdotto già da Linneo.
Originariamente Linneo divise il mondo organico, secondo il criterio della mobilità, in due regni: Animali e Vegetali(fino al XX sec.). Col procedere delle conoscenze biologiche tale divisione risultò insostenibile in quanto:
-il regno vegetale comprendeva sia autotrofi che eterotrofi;
-tra i microorganismi, specie affini risultavano appartenere a regni diversi;
-i vegetali comprendevano organismi sia Eucarioti che Procarioti.
Oggi sono sicuramente riconosciuti cinque regni:
Monere: organismi unicellari Procarioti, autotrofi o eterotrofi; batteri,alghe azzurre
Protisti, organismi unicellari eucarioti autotrofi o eterotrofi; alghe,protozoi,plancton marino
Funghi, organismi pluricellulari eucarioti eterotrofi;si nutrono per assorbimento
Piante, organismi pluricellari eucarioti autotrofi;fotosintesi clorofilliana
Animali, organismi pluricellari eucarioti eterotrofi
Il concetto di specie è alla base della classificazione degli organismi viventi, trattandosi del livello tassonomico obbligatorio gerarchicamente più basso; è un gruppo di organismi simili per caratteristiche, si differenziano dagli altri; la specie: sezione di storia evolutiva in cui un gruppo di individui può incrociarsi liberamente ma non produce prole fertile. Nelle scienze naturali il genere è una categoria che raggruppa le specie, in quanto aventi caratteristiche tra loro comuni, ma non possono riprodursi. Per esempio, il cavallo può incrociarsi con l'asino, dando origine al mulo e al bardotto, ma né il mulo né il bardotto possono avere prole. Più generi vengono a loro volta raggruppati in famiglie.Nella nomenclatura binomiale codificata da Linneo ogni creatura vivente viene contraddistinta da due termini - il genere, con iniziale maiuscola, e la specie, con iniziale minuscola.
Ontogenesi: indica l’insieme delle tappe dello sviluppo di un organismo
Filogenesi: è costituita dalla serie di tappe che hanno caratterizzato l’evoluzione di una specie.
La biodiversità è la varietà degli esseri viventi che popolano la Terra, e si misura a livello di geni, di specie, di popolazioni e a livello di ecosistemi. Vi sono specie diverse di organismi; 1,7 milioni di specie differenti di organismi(insetti). Le zone a + alta biodiversità sono le Tropicali. Vi sono stati casi di estinzioni confermati da ritrovamenti fossili. Le specie sconosciute sono tra i 3 e i 5 milioni.
La diversità biologica è considerata non solo la varietà delle specie e sottospecie esistenti ma anche la diversità genetica e la diversità degli ecosistemi.

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