Lezione 5 - Biologia Applicata (04/11/2013) Scienze Psicologiche Applicate - Università...

Negli organismi viventi le reazioni chimiche sono quasi sempre Negli organismi viventi le reazioni chimiche sono quasi sempre catalizzate da proteine chiamate catalizzate da proteine chiamate enzimienzimi..

In particolare, gli enzimi permettono le reazioni di In particolare, gli enzimi permettono le reazioni di rottura rottura e e formazione formazione di legami di legami covalenti covalenti tra le molecole.tra le molecole.

Gli enzimi Gli enzimi velocizzano velocizzano le reazioni di milioni di volte, abbassando le reazioni di milioni di volte, abbassando l’energia di attivazione di una reazione chimica, ma non l’energia di attivazione di una reazione chimica, ma non modificandone la modificandone la direzionedirezione, né l’, né l’equilibrioequilibrio..

Gli enzimi legano Gli enzimi legano substrati substrati e determinano la formazione di e determinano la formazione di prodottiprodotti, senza tuttavia venire “consumati”, né risultare alterati , senza tuttavia venire “consumati”, né risultare alterati permanentemente dall’avvenuta reazione chimica.permanentemente dall’avvenuta reazione chimica.

Gli enzimi sono proteine in cui le strutture terziarie Gli enzimi sono proteine in cui le strutture terziarie (conformazione tridimensionale) e quaternarie (quando presenti (conformazione tridimensionale) e quaternarie (quando presenti più catene polipeptidiche) sono fondamentali per la più catene polipeptidiche) sono fondamentali per la funzionefunzione cataliticacatalitica..

Il Il pH pH e la e la temperatura temperatura sono parametri in grado di influenzare in sono parametri in grado di influenzare in modo molto significativo l’modo molto significativo l’attivitàattività degli enzimi. degli enzimi.

Spesso, gli enzimi consentono la formazione di prodotti che Spesso, gli enzimi consentono la formazione di prodotti che servono come substrati per altri enzimi.servono come substrati per altri enzimi.

Queste catene di reazioni sono chiamate Queste catene di reazioni sono chiamate pathwayspathways..

Il Il metabolismo cellulare metabolismo cellulare è l’insieme di tutte le reazioni è l’insieme di tutte le reazioni catalizzate dagli enzimi all’interno della cellula.catalizzate dagli enzimi all’interno della cellula.

Il metabolismo cellulare è formato sia dalle reazioni Il metabolismo cellulare è formato sia dalle reazioni cataboliche cataboliche (demolizione) che da quelle (demolizione) che da quelle anaboliche anaboliche (sintesi).(sintesi).

Tutti gli essere viventi sono formati da Tutti gli essere viventi sono formati da cellule cellule e ogni cellula e ogni cellula deriva dalla divisione di una cellula progenitrice.deriva dalla divisione di una cellula progenitrice.

La cellula è l’La cellula è l’elemento biologico elemento biologico più semplice che veicola più semplice che veicola l’l’informazione ereditaria informazione ereditaria caratteristica della caratteristica della speciespecie..

Esistono cellule Esistono cellule procariotiche procariotiche e e eucarioticheeucariotiche..

I procarioti sono organismi unicellulari molto semplici. Oggi, i soli I procarioti sono organismi unicellulari molto semplici. Oggi, i soli organismi procarioti esistenti sono gli organismi procarioti esistenti sono gli archeobatteri archeobatteri e gli e gli eubatterieubatteri..

Le cellule procariotiche presentano un’organizzazione interna Le cellule procariotiche presentano un’organizzazione interna estremamente semplice, priva di estremamente semplice, priva di compartimentazionecompartimentazione..

Materiale genetico (DNA) in una regione della cellula chiamata Materiale genetico (DNA) in una regione della cellula chiamata nucleoidenucleoide..

Le cellule procariotiche presentano spesso una Le cellule procariotiche presentano spesso una parete cellulare parete cellulare e strutture utilizzate per il movimento chiamate e strutture utilizzate per il movimento chiamate flagelliflagelli..

La cellula eucariotica presenta una complessa organizzazione La cellula eucariotica presenta una complessa organizzazione interna.interna.

Materiale genetico (Materiale genetico (DNADNA) confinato all’interno di una struttura ) confinato all’interno di una struttura ((nucleonucleo) circondata da una doppia membrana.) circondata da una doppia membrana.

Citoplasma Citoplasma (esterno al nucleo) contenente (esterno al nucleo) contenente organelli organelli e e compartimenticompartimenti..

Componente liquida del citoplasma è il Componente liquida del citoplasma è il citosolcitosol..

La cellula va normalmente incontro a processi di accrescimento, La cellula va normalmente incontro a processi di accrescimento, ma oltre un certo limite la crescita del suo volume non viene più ma oltre un certo limite la crescita del suo volume non viene più sostenuta da un adeguato scambio di sostanze nutritizie a livello sostenuta da un adeguato scambio di sostanze nutritizie a livello della sua membrana.della sua membrana.

Nell’esempio sopra riportato, anche se il volume complessivo è identico a quello di Nell’esempio sopra riportato, anche se il volume complessivo è identico a quello di una grande cellula, otto cellule piccole presentano una superficie molto maggiore una grande cellula, otto cellule piccole presentano una superficie molto maggiore che consente efficienti processi di scambio a livello della membrana cellulare.che consente efficienti processi di scambio a livello della membrana cellulare.

Raggiunto il limite di accrescimento, la cellula si Raggiunto il limite di accrescimento, la cellula si divide divide dando dando origine ad altre due cellule.origine ad altre due cellule.

Tale fenomeno, chiamato Tale fenomeno, chiamato duplicazione cellulare duplicazione cellulare avviene avviene attraverso processi diversi, in funzione del tipo di cellula attraverso processi diversi, in funzione del tipo di cellula considerata.considerata.

La cellula eucariotica è l’La cellula eucariotica è l’unità costitutiva strutturale unità costitutiva strutturale e e funzionale funzionale di ogni essere vivente.di ogni essere vivente.

La presenza di compartimenti separati all’interno delle cellule La presenza di compartimenti separati all’interno delle cellule eucariotiche assicura un’alta specializzazione delle strutture eucariotiche assicura un’alta specializzazione delle strutture adibite ai diversi e specifici compiti che la cellula deve svolgere.adibite ai diversi e specifici compiti che la cellula deve svolgere.

Con poche eccezioni, lo stesso corredo di organelli si osserva in Con poche eccezioni, lo stesso corredo di organelli si osserva in cellule anche molto diverse fra loro.cellule anche molto diverse fra loro.

La La membrana membrana è l’elemento strutturale che divide lo spazio è l’elemento strutturale che divide lo spazio interno di ogni cellula eucariotica.interno di ogni cellula eucariotica.

I sistemi viventi sono costretti a I sistemi viventi sono costretti a consumare energia consumare energia per creare per creare e mantenere la loro organizzazione strutturale.e mantenere la loro organizzazione strutturale.

La cellula animale riesce ad accumulare e conservare l’energia La cellula animale riesce ad accumulare e conservare l’energia derivante dall’ossidazione dei nutrienti attraverso una derivante dall’ossidazione dei nutrienti attraverso una demolizione controllata demolizione controllata delle molecole organiche.delle molecole organiche.

L’energia ottenuta attraverso il catabolismo delle sostanze L’energia ottenuta attraverso il catabolismo delle sostanze nutritive può essere impiegata per numerosi scopi.nutritive può essere impiegata per numerosi scopi.