Biologia
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Biologia

L'importanza dei legami in biologia. La struttura e le caratteristiche della cellula e degli organelli cellulari. I processi e le tappe di duplicazione e replicazione cellulare.

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Atomo, numero di valenza

L'atomo è la particella elementare della materia. Ossia l'elemento costitutivo più piccolo, dotato di tutte le caratteristiche di un dato elemento. Nell'atomo distinguiamo: il nucleo , a sua volta costituito da neutroni e protoni ; e gli elettroni che vi ruotano attorno. Neutroni, protoni ed elettroni, sono le particelle subatomiche più importanti per le proprietà degli el

I legami, il legame covalente

I legami Gli elementi maggiormente riscontrabili (comuni) nella composizione di un organismo vivente sono 16: O, C, N, H, P, S, Na, K, Mg, Ca, Cl, Mn, Fe, Co, Cn, Zn. I quattro elementi piu' abbondanti sono: C, H, O, N. La caratteristica di questi quattro elementi è la facilità con la quale formano fra loro dei legami covalenti dove gli elettroni (e-) dei vari atomi s

Il legame ionico

Il legame ionico è caratterizzato dalla perdita di un elettrone da parte dell'atomo con minore elettronegatività, in grado pertanto di determinare anche la polarizzazione degli atomi legati. L'elettronegatività tende a calare all'interno di un gruppo e ad aumentare all'interno di un periodo. Altra caratteristica dei composti a legame ionico è la nascita di elementi cristallini (

Il legame a idrogeno

L'acqua e il legame a idrogeno L'acqua è un solvente polare, dato che la sua molecola è dipolare (O- H+). Se incontra ioni carichi negativamente orienterà verso questi ultimi l'idrogeno, se incontrerà ioni carichi positivamente orienterà verso di loro l'O. I legami ad idrogeno che tengono insieme le molecole di H2O, sono di facile assemblaggio, ma anche di facile rottura. Ed è pe

Scala del pH

Lo ione idrogeno (H+), è uno ione la cui concentrazione può influenzare in maniera marcata molte reazioni chimiche. Lo ione H+ è rappresentato da un singolo protone facilmente attratto da doppietti elettronici che non sono impiegati in altri legami, formando in questo modo nuovi legami di natura chimica. Ad esempio (ione idrogeno + ammoniaca) = ione ammonio. Distinguiamo le m

Acidi e basi, il sistema tampone

Acidi e Basi Un acido in soluzione, libera H+ (protoni) ed e' accettore di e-. Una base in soluzione, libera OH- ed accetta H+. L'incidenza della liberazione di ioni H+ da parte di un acido, dipende dalla forza dell'acido stesso. Gli acidi forti, al contrario degli acidi deboli, si ionizzano completamente. Allo stesso modo il comportamento degli acidi dipende dalle sostanze con cu

Numero di ossidazione

Il numero di ossidazione di un atomo in una molecola può avere valore positivo o negativo. È determinato dal numero di elettroni di valenza che l'atomo cede o acquista nella formazione di un legame covalente. Se un legame viene a crearsi fra atomi differenti infatti, il doppietto elettronico non sarà condiviso, esistendo sempre un atomo più elettronegativo in grado d

Composti organici, i lipidi

I composti organici sono una particolare categoria di composti contenenti idrogeno e carbonio , particolarmente diffusi negli organismi viventi. Devono le loro caratteristiche proprio alla peculiare predisposizione del carbonio a generare legami covalenti anche con 4 atomi contemporaneamente. Di norma l'atomo di carbonio lega altri atomi di carbonio, o atomi di idrogeno, ossig

Fosfolipidi e radicali liberi

Il fosfolipide è il principale costituente della membrana cellulare. In queste molecole un acido grasso viene sostituito da un gruppo fosfato contenente un atomo di fosforo . Dato che il gruppo fosfato è idrofilico si dispone dalla parte opposta rispetto agli acidi grassi idrofobici . La molecola è ripiegata per la presenza di un doppio legame in uno degli acidi grassi. Nei

Proteine e amminoacidi

Gli amminoacidi sono i componenti essenziali delle proteine, composte da catene più o meno lunghe e complesse di amminoacidi. All'interno degli organismi le proteine possono avere varie funzioni. Funzioni plastiche (costituzione di muscoli e tessuti), funzioni di regolazione (alcuni ormoni sono di natura proteica), funzione catalizzatrice (come costituenti di parte della stru

Enzimi

Sono rappresentati da proteine globulari , molecole proteiche molto grosse, in grado di variare la cinetica delle reazioni chimiche. In altri termini fungono da catalizzatori organici , in grado di accelerare reazioni che, diversamente, richiederebbero tempi troppo lunghi o il raggiungimento di temperature non congeniali alla sopravvivenza dell'individuo. In altri termini, non

Cinetica enzimatica

L'analisi quantitativa dell'attività enzimatica, o cinetica enzimatica da informazioni utili su come agiscono gli enzimi. Questo ci consente di rapportare fra loro i diversi enzimi, o lo stesso enzima in condizioni differenti. La velocità di reazione V varia in base alla concentrazione molare del substrato [S] . Con presenza di enzimi costante, V è quasi direttamente pro

La cellula e le sue strutture

Le prime forme di vita a comparire sulla terra furono le cellule procariote . Cellule primarie in seguito alla cui evoluzione hanno avuto origine gli organismi eucarioti . Membrana, proteine ed acidi nucleici erano i componenti delle cellule procariote. La produzione delle proteine era affidata ai ribosomi, anch'essi immersi nel citoplasma privo di compartimenti. Il processo e

La cellula e le sue strutture - seconda parte

Apparato del Golgi È una struttura presente in misura variabile all'interno della cellula, che può contenere anche diverse centinaia di apparati del Golgi. È costituito da una serie di cisterne di differenti dimensioni, che ricevono le vescicole rilasciate dal reticolo endoplasmatico (contenenti proteine) e ne modificano le caratteristiche prima di rilasciarle.

Bioenergetica e ATP

Ciascun individuo ha bisogno di energia per sopravvivere, per crescere, riprodursi e rigenerare i suoi tessuti. Ciascuna cellula ha bisogno di energia per analoghe funzioni. Tanto gli individui e gli organismi pluricelulari, quanto le singole cellule, sfruttano come fonte energetica l' ATP . L'ATP è una molecola formata da adenosina (ossia una base azotata costituita dall'ade

La glicolisi

La glicolisi è un processo in nove tappe che avviene in modalità anaerobica all'interno dell'ambiente citoplasmatico dove, partendo dal glucosio, si ottengono 2 molecole di piruvato . L'avvio al processo glicolitico viene dato dalla fosforilazione del glucosio (C6H12O6), ossia dal distacco del fosfato terminale da una molecola di ATP, e dal suo successivo legame con la molec

La glicolisi - visione schematica

Una molecola di glucosio entra nel citoplasma, viene fosforilata a spese di una molecola di ATP, viene riorganizzata in fruttosio e scissa in due molecole a tre atomi di carbonio denominate GAP. Ogni GAP cede uno ione idrogeno (H+) e due elettroni ad un trasportatore di elettroni NAD+ che diventa NADH. Un fosfato proveniente da una nuova molecola di ATP si lega al GAP per po

Ciclo di Krebs

Il ciclo di Krebs può essere in qualche modo considerato uno step successivo alla glicolisi. Nel senso che, in presenza di ossigeno, il piruvato (C3H4O3) ottenuto al termine della glicolisi, viene trasportato all'interno dei mitocondri per essere utilizzato in modalità aerobica. Solo in questo modo è possibile estrarre la gran parte dell'energia inizialmente presente nella

Trasporto cellulare

Il trasporto di sostanze da e verso l'ambiente citoplasmatico è fondamentale per regolare le funzioni cellulari e la sua omeostasi. La cellula può sfruttare due categorie di trasporto, una richiedente energia e l'altra che non necessità di alcun dispendio energetico. Diffusione Il trasporto senza implicazioni energetiche avviene per diffusione , ossia con una migrazione di m

Il ruolo delle vitamine nei processi energetici

Le vitamine sono prodotti organici a struttura variabile, fondamentalmente costituite da carbonio, idrogeno e ossigeno, raggruppate in relazione alle funzioni espletate e classificabili in virtù dei mezzi nei quali veicolano. Assieme ai sali minerali sono definite oligoelementi . È necessario soddisfare il fabbisogno giornaliero mediante la loro introduzione con l'a

Ruolo e classificazione dei carboidrati e della fibra alimentare

I carboidrati, o glucidi, sono classificabili in virtù del numero di monomeri che costituiscono la molecola in: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. I monosaccaridi sono formati da una singola molecola: glucosio, fruttosio, mannosio, ribosio, gliceraldeide. I disaccaridi sono formati da 2 molecole, i polisaccaridi sono composti da 2 o più molecole: saccarosio, lattos

I sistemi energetici, il sistema anaerobico alattacido

I sistemi energetici Ciascun sistema energetico di rigenerazione dell'ATP ha caratteristiche proprie in termini di durata ed efficienza. Due di questi sistemi sono in grado di "estrarre" il potenziale dai substrati energetici presenti nell'organismo o introdotti a seguito dell'alimentazione. Il sistema anaerobico alattacido Nel sistema anaerobico alattacido l'organismo utili

Il sistema anaerobico lattacido

Il sistema anaerobico lattacido (o glicolisi anaerobica ), consente l'estrazione di ulteriore energia all'interno del sarcoplasma (il sarcoplasma rappresenta nella cellula muscolare l'equivalente del citoplasma). Tale energia è resa disponibile dall'utilizzo, in assenza di ossigeno, di glucosio e glicogeno (previa glicogenolisi). L'impiego di glicogeno muscolare presenta il

Il sistema aerobico

Un punto da sottolineare è che l'organismo non adotta una rigida sequenza di utilizzo dei sistemi energetici, ma piuttosto una "sfumata sovrapposizione" di tutti e 3 in virtù del tipo di impegno fisico cui è sottoposto. L'organismo ha un costante bisogno di energia, anche nella situazione di completo riposo , ma è lampante come, durante gli impegni motori, tale bisogno subisc

I sistemi energetici

Un punto da sottolineare è che l'organismo non adotta una rigida sequenza di utilizzo dei sistemi energetici, ma piuttosto una "sfumata sovrapposizione" di tutti e 3 in virtù del tipo di impegno fisico cui è sottoposto. L'organismo ha un costante bisogno di energia, anche nella situazione di completo riposo , ma è lampante come, durante gli impegni motori, tale bisogno subis

Smaltimento del lattato

A seguito di attività di tipo anaerobico, nel muscolo avviene la liberazione di una grande quantità di acido lattico che acidifica l'ambiente muscolare. In condizioni di pH acido il muscolo è impossibilitato a contrarsi, l'atleta è quindi costretto a fermarsi, non potendone immagazzinare un quantitativo ulteriore. Nelle attività sportive di tipo anaerobico la glicolisi è la pr

La duplicazione cellulare

Il modello base di duplicazione è detto mitosi. Processo attraverso il quale, da una data cellula, ne origina un'altra. Questo processo si realizza attraverso varie fasi. Nella fase iniziale vi è la duplicazione dei cetrioli e del DNA. Segue lo sfaldamento della membrana nucleare. I cromosomi fuoriescono e i centrioli sottengono delle fibre verso la membrana. I cromosomi si po

La mitosi

La mitosi viene divisa in quattro stadi, puramente a scopo didattico. I quattro stadi sono i seguenti: Profase : durante la profase si assiste alla condensazione dei cromosomi, normalmente presenti come lunghi filamenti. Durante la prima fase della mitosi invece, si condensano ed arrotolano divenendo ben visibili. Sono altrettanto visibili i 2 filamenti di ciascun cromosoma,

La meiosi

La meiosi è il meccanismo, per mezzo del quale, è consentita la riproduzione sessuata , caratterizzata dalla nascita di un nuovo individuo dalla "fusione" di due già esistenti. Nascita ed evoluzione del nuovo individuo sono possibili dalla fusione di due gameti appartenenti ai genitori. Ciascun gamete può contenere solo la metà del numero di cromosomi caratteristici della speci

Video della meiosi

L'argomento "meiosi" viene trattato in maniera esauriente alla pagina www.nonsolofitness.it/fitness/biologia/meiosi.html . Il video seguente è tratto dal sito web Youtube ed è in lingua inglese.                    

ATP

L' adenosintrifosfato è la fonte energetica utilizzata da ciascun organismo pluricelulare e, naturalmente dalle singole cellule, per le svariate funzioni richiedenti energia. Rappresenta una molecola energetica di immediato accesso, normalmente presente nelle cellule muscolari (come nelle altre cellule dell'organismo). L'adenosina è rappresentata dall' adenina

L'Acido Piruvico

L'acido piruvico (CH3-CO-COOH) è un alfa-chetoacido presente nei sistemi biologici in forma anionica come piruvato. È estremamente importante in quanto chiamato in causa in diversi processi metabolici. È prodotto a livello citoplasmatico come conseguenza della glicolisi. Al termine del processo glicolitico, per ciascuna molecola di glucosio, vengono restituite 2 m

Aminoacidi

Gli aminoacidi rappresentano gli elementi costitutivi delle proteine, contengono un gruppo amminico ( NH2 ) ed uno carbossilico ( COOH ) legati al medesimo atomo di carbonio. Ciascuna proteina risulta pertanto essere una catena polipeptidica più o meno lunga (generalmente composta da almeno 100 aminoacidi) nella quale sono in vario modo rappresentati tutti o parte dei 20 aminoa

Trigliceridi

I trigliceridi (o triacilgliceroli) rappresentano i grassi di accumulo e sono costituiti da 3 molecole di acidi grassi legati ad una molecola di glicerina . Sono la categoria più abbondante di lipidi semplici, con il principale compito di costituire una riserva energetica pertanto rappresentano anche le modalità di "stoccaggio" dell'energia introdotta in eccesso dagli individui

Coenzima Q - ubichinone

Il coenzima Q è un trasportatore intermedio di elettroni che riceve dal NADH e dal FADH2 nella superficie mitocondriale interna. Il coenzima Q, al pari degli altri citocromi, cederà gli elettroni acquisiti ad altri trasportatori sino a che non raggiungeranno l'ossigeno che rappresenta l'accettore finale. Essendo implicato nella catena di trasporto degli elettroni è evidente

NAD+ e NADH

Il NAD + (dicotinamide-adenin-dinucleotide) è un coenzima reperibile in tutte le cellule con funzione di trasporto degli elettroni che agisce nel corso del metabolismo energetico. Nel corso della quinta tappa della glicolisi si incarica di legare a se 2 elettroni da parte della gliceraldeide fosfato. L'acquisizione degli elettroni trasforma il NAD + in NADH. Il NADH verrà ri

Ossigeno e ossidazione

Ossidazione L'ossidazione rappresenta la perdita di elettroni da parte di un elemento. Essa è quasi sempre accompagnata dall'acquisizione dei medesimi elettroni da parte di un altro elemento, che pertanto subisce una riduzione (processo noto col termine di ossidoriduzione). L'ossidazione è un fenomeno estremamente importante nei processi energetici cellulari, quindi anche sott