Riassunto di "Prima lezione di Biologia"

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Categoria:	Scienze
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-“PRIMA LEZIONE DI BIOLOGIA”

Capitolo 1° LA BIOLOGIA E LA VITA

La biologia è una scienza che studia entità molto complesse ed estremamente diverse, con lo scopo di scoprirne gli elementi comuni e le peculiarità. Gli studiosi di questa scienza, i biologi, si servono di un’incredibile varietà di strumenti di indagine.
Una delle questioni più difficili, che ha sempre affascinato filosofi e scientifici è stabilire cosa sia un essere vivente. La biologia ha rinunciato a rispondere a questo quesito racchiudendo il suo significato in una definizione univoca, bensì è stato deciso di risolverlo attraverso l’enumerazione di un insieme di proprietà e funzioni che distinguono ciò che è vivo da ciò che non lo è.
Si è arrivato quindi a determinare che un essere vivente è un’entità limitata nello spazio e nel tempo, caratterizzata da quattro proprietà fondamentali:
1. è costruita in maniera organizzata, i cui criteri ordinativi sono definiti e controllati dal patrimonio genetico: ORGANIZZAZIONE
2. ha la capacità di conservare questa sua organizzazione metabolizzando materia ed energia: METABOLISMO
3. ha la capacità di riprodursi: RIPRODUZIONE
4. ha la capacità di evolversi:EVOLUZIONE
Tralasciando momentaneamente la prima proprietà ci si può concentrare su ciò che permette all’essere vivente di mantenere la sua organizzazione, il metabolismo. Con esso in questo caso non si indica solo il metabolismo vero e proprio dell’essere vivente, ma anche la sua respirazione, l’assunzione di cibo ovvero la fotosintesi nelle piante.
Tutti questi processi concorrono a determinare una delle peculiarità principali degli esseri viventi: mentre il loro aspetto esterno rimane relativamente costante, la loro struttura molecolare cambia continuamente. Ciò si può osservare anche senza dover usufruire di strumenti d’indagine: capelli, barba, unghie crescono continuamente, o il rimarginarsi delle ferite, e il risaldarsi delle ossa. Tutto questo distingue nettamente un essere vivente da un oggetto inanimato.
Da questo si può trarre la considerazione che gli esseri viventi sono sistemi organizzati ma aperti: mantengono la loro identità attraverso una continua trasmutazione delle loro strutture microscopiche, quindi delle molecole e degl’atomi che le compongono.
Il continuo trasformarsi delle strutture richiede una notevole quantità di energia. La maggior parte dell’energia utilizzata da un organismo non serve infatti per compiere azioni particolari, bensì serve semplicemente per mantenersi vivi.
L’energia all’interno di un organismo si conserva trasformandosi, o meglio degradandosi, quindi modificando negativamente il grado della sua qualità. Esistono infatti forme di energia di alta e bassa qualità. La forma di energia di qualità più alta, e indispensabile, è quella contenuta nella radiazione che la terra riceve dal sole. Poi c’è l’energia imprigionata nei composti chimici , come nel cibo o nel petrolio, ed ancora più sotto vi sono gli escrementi di alcuni animali , che possono rappresentare un valida fonte di energia per certi organismi. Infine ci sono gli escrementi inutilizzabili, l’anidride carbonica e il calore emesso a bassa temperatura.
Un organismo per compiere qualunque azione prende dall’ambiente circostante un certa quantità di energia buona, rilasciando poi la stessa quantità di energia, di qualità però inferiore. Esistono organismi, come le piante, che riescono a prelevare l’energia di cui necessitano direttamente dall’energia solare. Gli animali invece non sono in grado di compiere quest’azione e prendono l’energia dal cibo.
Il grado di qualità dell’energia è proporzionale alla quantità di informazione ad esso associata.
Gli esseri viventi si nutrono appunto dell’informazione che l’energia porta con se, dal momento che dopo averla utilizzata, essi ne restituiscono la stessa quantità, ma privata di una parte dell’informazione che portava. “Nutrendosi” quindi di informazione, gli esseri viventi fanno si che si mantenga intatto il patrimonio di informazione contenuto in essi. Esso è rappresentato dal genoma, o patrimonio genetico, cioè l’insieme delle istruzioni biologiche presenti in ogni individuo. Nel genoma risiede l’identità dell’essere vivente, infatti, tornando alla distinzione tra ciò che è vivo e ciò che non lo è, mentre quest’ultimo rimane identico a se stessa per inerzia, l’essere vivente, mantiene il suo aspetto solo grazie ad un’incessante attività, regolata appunto dal patrimonio genetico.
Tutto questo serve semplicemente per mantenere in vita un organismo. Ma come è gia stato detto, un essere non può dirsi vivente se non possiede la facoltà di riprodursi. (3° proprietà essenziale) Con la riproduzione un organismo è in grado di crearne un altro, simile a se stesso, una copia, relativamente somigliante all’organismo che l’ha creata. Il nuovo organismo è dotato di un patrimonio genetico caratteristico della sua specie, che proviene, se la riproduzine è sessuata metà dal padre e metà dalla madre.
Qui si nota un’altra caratteristica fondamentale degli esseri viventi. Il nuovo genoma non è uguale a quello degli organismi generatori. Negli esseri viventi infatti il genoma si modifica spontaneamente nel tempo, si evolve, parliamo quindi della 4° proprietà fondamentale di essi.

Capitolo 2° LA CELLULA

Tutti gli organismi che possono dirsi viventi sono costituiti da cellule, che possono essere una o più di una.
Gli esseri viventi vengono ripartiti una serie di grandi divisioni. La prima è la divisione tra cellule eucariote e cellule procariote. La differenza tra questi due tipi è che le prime hanno il nucleo ben visibile, mentre le seconde non lo hanno chiaramente evidenziabile. Tutti gli organismi sono eucarioti, fatta eccezione per i batteri. Nonostante la dimensione inferiore delle cellule procariote rispetto a quelle eucariote, i procarioti costituiscono la parte più cospicua della biomassa terrestre. La cellula costituisce uno dei cardini più importanti della vita.

La membrana
La membrana della cellula, detta membrana cellulare o plasmatica svolge il compito di isolare e allo stesso tempo connettere la cellula con l’ambiente circostante. Attraverso la membrana possono passare ioni e molecole, ed essa partecipa attivamente al trasferimento di essi verso l’interno o verso l’esterno della cellula investendo energia. La membrana non può essere attraversata da niente che non abbia ricevuto la sua approvazione, e per questo molte sostanze si trovano solo all’esterno o all’interno della cellula.
La struttura della membrana è costituita da grassi, che le conferiscono l’impermeabilità, e da proteine. Il complesso di grassi e proteine forma un doppio strato che avvolge completamente la cellula. Esso è attraversato da microstrutture principalmente proteiche che ne garantiscono la funzionalità. Tra queste microstrutture vi sono i canali, le pompe e i recettori.
Un canale è un piccolissimo foro della membrana e ne esiste uno per ogni tipo di ione o molecola.
Se il passaggio richiede un investimento di energia, vi sono altri complessi proteici che fungono da pompe. Quando ciò che deve attraversare la membrana è solo un messaggio, un quantità di informazione, si parla di recettori, composti da una o più proteine.
A volte accade che una membrana entri in “ebollizione”, cioè una parte di essa si chiude su se stessa formando una bolla e staccandosi dalla membrana e portandosi all’interno o all’esterno di una cellula, e trasportando con se materiale biologico. La cellula può così perdere o acquisire quantità anche rilevanti di materiale organico.

Struttura interna della cellula
La struttura delle cellule animali sono identiche per ogni specie, mentre sono un po’ diverse da quelle vegetali e da quelle dei batteri.
Al centro delle cellule animali si trova il nucleo cellulare, che contiene i cromosomi, sede del genoma. Oltre al nucleo vi sono gli organelli cellulari, come i mitocondri, i cloroplasti, i ribosomi e i lisosomi. I cloroplasti si trovano solo nelle cellule vegetali, e sono la sede della sintesi clorofilliana. I mitocondri, presenti sia nelle cellule animali che in quelle vegetali sono le centrali energetiche delle cellule, i ribosomi sono necessari per la sintesi delle proteine e i lisosomi per la pulizia della cellula attraverso la degradazione di ogni molecola indesiderata perchè estranea o danneggiata.
Gli organelli si trovano in una sostanza semifluida che riempie tutta la cellula chiamata citoplasma.
Esso appare come un liquido inerme poiché composto prevalentemente da acqua, ma contiene in realtà numerose microstrutture che sostengono la cellula.

La duplicazione cellulare
La duplicazione ordinaria delle cellule eucariotiche prende il nome di mitosi. Nelle cellule figlie è necessario che la membrana sia perfettamente funzionante, che abbiano lo stesso corredo di molecole, microstrutture e organelli della cellula madre e un nucleo con il patrimonio genetico. Si deve duplicare infatti anche quest’ultimo, e il processo inizia con la dissoluzione del nucleo della cellula madre, e con la conseguente spartizione dei cromosomi. I due gruppi di cromosomi si portano ai poli estremi della cellula madre e dopo la rottura della membrana si formano le due cellule figlie.
I ritmi di duplicazione non sono uguali per tutte le cellule e in ogni caso nessuna cellula può decidere da sola quando duplicarsi: la frequenza della mitosi è rigidamente controllata.
Per indicare il complesso di eventi che intercorrono tra una duplicazione e l’altra viene chiamata ciclo cellulare. Esso comprende quattro fasi: una fase di preparazione detta G1, una fase S che consiste nella sintesi di alcuni componenti cellulari, la fase G2 di preparazione alla mitosi e la fase M nella quale avviene la mitosi. Le fasi G1, S e G2 sono chiamate anche interfase, e rappresentano l’intervallo tra una mitosi e l’altra.