Biologia Robert J. Brooker, Eric P. Widmaier, Linda E. Graham, Peter D. Stiling Copyright © 2011 – The McGraw-Hill Companies srl RISPOSTE AGLI “SPUNTI DI RIFLESSIONE” Capitolo 4 Figura 4.3 RISPOSTA: Fornisce una buona immagine della superficie tridimensionale di campioni biologici. Figura 4.11 RISPOSTA: Sia la dineina che i microtubili sono ancorati alle proteine leganti. Usando l’ATP come fonte di energia, la dineina viene attivata per camminare sui microtubuli. Poiché i microtubuli sono ancorati a causa delle proteine leganti, essi si piegano in risposta alla forza esercitata dalla dineina. Figura 4.19 RISPOSTA : La sintesi della proteina inizia nel citoplasma e poi è completata in ER. La proteina sintetizzata si muove mediante vescicole e passa nel cis-, medio- e trans-Golgi, e poi viene secreta. Figura 4.20 RISPOSTA: L’autofagia degrada gli organuli esausti e permette ad una cellula di riciclare gli elementi semplici che costituiscono le macromolecole. Quindi, serve per far risparmiare energia cellulare. Biologia Robert J. Brooker, Eric P. Widmaier, Linda E. Graham, Peter D. Stiling Copyright © 2011 – The McGraw-Hill Companies srl RISPOSTE AI TEST E AI QUESITI DI FINE CAPITOLO Capitolo 4 TEST DI AUTOVALUTAZIONE 1. Risposta: a. La teoria cellulare stabilisce che tutti gli organismi viventi sono composti da cellule, le nuove cellule derivano per divisione di cellule preesistenti e che la più piccolo unità vitale è la cellula. 2. Risposta: d. La risoluzione è la misura della chiarezza di un’immagine. 3. Risposta: e. Le cellule batteriche dotate di una capsula possono avere una probabilità inferiore di essere distrutte dal sistema immunitario degli organismi che infettano. 4. Risposta: b. Tutte le cellule nucleate dello stesso organismo hanno essenzialmente genomi identici. Le differenze nei proteomi sono solitamente il risultato di differenze nei livelli di espressione genica e di modificazioni durante e dopo la sintesi proteica. 5. Risposta: c. La traduzione è il processo di sintesi dei polipeptidi, in cui avvengono delle reazioni chimiche per legare gli amminoacidi tra loro. 6. Risposta: e. I perossisomi non sono considerati come parte del sistema di endomembrane. 7. Risposta: c. I pori nucleari forniscono delle vie per il passaggio dentro e fuori dal nucleo. 8. Risposta: e. Nonostante lo smistamento delle proteine inizi nel reticolo endoplasmatico rugoso, il reticolo endoplasmatico liscio funziona in altri processi metabolici che comprenmdono il metabolismo di carboidrati e lipidi, funzione di riserva e di detossificazione. 9. Risposta: e. Il vacuolo centrale serve come luogo di deposito ma fornisce anche alla cellula un supporto strutturale. Biologia Robert J. Brooker, Eric P. Widmaier, Linda E. Graham, Peter D. Stiling Copyright © 2011 – The McGraw-Hill Companies srl 10. Risposta: e. I perossisomi contengono la catalasi, un enzima che degrada il perossido di idrogeno producendo acqua e ossigeno. QUESITI TEORICI 1. Risposta: Una struttura subcellullare o un compartimento legato alla membrane con struttura e funzione unica. 2. Risposta: Nel caso del movimento ameboide, questo si verifica tramite il riarrangiamernto dinamico del citoscheletro di actina. I filamenti di actina si formano in prossimità dell’angolo guida per creare un prolungamento chiamato lamellipodio. La cellula è tirata in avanti grazie all’azione di proteine motorie, come la miosina, che si attaccano ai filamenti di astina e promuovono il movimento cellulare. 3. Risposta: L’apparato del Golgi consiste di una pila di compartimenti di membrana appiattite. Il cis-Golgi è in prossimità delle membrane del reticolo endoplasmatico, il trans Golgi è vicino alla membrana plasmatici, e il Golgi mediano si trova a metà dei due. Il Golgi svolge tre funzioni che si sovrappongono: secrezione, processamento e smistamento delle proteine. L’apparato del Golgi destina diversi tipi di materiale nelle vescicole secretorie che si fonderanno poi con la membrane plasmatica, secernendo in tal modo i loro prodotti all’esterno della cellula. Gli enzimi nell’apparato del Golgi processano o modificano alcune proteine e lipidi. La terza funzione dell’apparato del Golgi è lo smistamento di proteine. Dopo che una proteina entra nel Golgi da ER, sarà smistata in una delle sei posizioni, in base alla sua funzione proteica. QUESITI SPERIMENTALI 1. Risposta: I ricercatori stavano testando l’ipotesi che la miosina agisse come proteina motrice durante la contrazione muscolare, determinando il movimento di contrazione. Ricercatori precedenti avevano proposto un modello dei filamenti scorrevoli per spiegare la contrazione muscolare. Questo suggeriva che i filamenti di actina scorrevano sui filamenti di miosina durante la contrazione. Questo esperimento si propose di dimostrare che il movimento era generato dall’attività della miosina. 2. Risposta: Le cellule contengono numerosi componenti differenti. E’ difficile identificare una singola proteina e determinarne la funzione quando essa è in presenza di migliaia di altre proteine e molecole che si trovano in una cellula. Ottenere quindi un campione purificato e studiarlo permette ad un ricercatore di determinare la funzione di una singola proteina con maggior sicurezza. Anche se si possono ottenere dalle cellule campioni purificati di actina e miosina, i campioni di astina non sono utili per studiarne la funzione. Le cellule di Nitella presentano I filamenti di actina lungo la parte interna della membrane cellulare che possono essere usati per studi in vitro. Inoltre, le cellule di Nitella sono molto grandi, e questo le rende ideali per questo tipo di studi. Le sfere fluorescenti sono attaccate alla miosina. Le sfere sono usate per seguire il movimento della miosina durante l’esperimento. In altre parole, le sfere fluorescenti agivano come bandierine colorate Biologia Robert J. Brooker, Eric P. Widmaier, Linda E. Graham, Peter D. Stiling Copyright © 2011 – The McGraw-Hill Companies srl che permettevano ai ricercatori di seguire la miosina durante l’esperimento. NEM si lega alla miosina e ne blocca l’attività. Se la presenza di NEM bloccava il movimento di miosina, questo indica che la miosina è la proteina motrice che causa il movimento durante la contrazione muscolare. 3. Risposta: I ricercatori sono stati in grado di dimostrare alcune importanti caratteristiche del movimento dovuto all’interazione tra actina e miosina. Primo, I ricercatori sono stati in grado di dimostrare che l’ATP era necessario per il movimento. In assenza di ATP non si osservava nessun movimento. Inoltre, bloccando l’attività della miosina usando NEM, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che la miosina era responsabile del movimento (che è anche necessario per la contrazione muscolare). Quando NEM era usato, non era osservato nessun movimento. SPUNTI DI DISCUSSIONE 1. Risposta: • • • Le cellule vegetali hanno una parete cellulare rigida che le cellule animali non possiedono. La funzione della parete cellulare è di fornire supporto e stabilità alla pianta. A differenza della membrana cellulare (che si trova sia nelle piante che negli animali), la parete cellulare ha più un ruolo strutturale che di regolazione. Le cellule vegetali hanno un grande vacuolo centrale che le cellule animali non hanno. Il termine vacuolo significa “spazio vuoto”anche se contiene liquido e talvolta anche sostanze solide. In una cellula vegetale matura il vacuolo centrale può occupare 80% o più del volume totale cellulare. Le cellule vegetali contengono i cloroplasti che le cellule animali non possiedono. Il cloroplasto è il luogo dove avviene la fotosintesi nelle cellule vegetali e è dove le piante convertono l’energia luminosa in energia chimica. 2. Risposta: Questi organuli sono tra loro collegati e sono richiesti per luna corretta funzionalità cellulare. Il nucleo è il centro di controllo e ospita il DNA della cellula. Il DNA è necessario per mantenere e costruire le strutture cellulari come ad esempio le proteine. Senza il nucleo, la cellula non si può mantenere e non può sopravvivere. Il reticolo endoplasmatico rugoso (RER) è il posto nella cellula in cui sono sintetizzate le proteine. In questa funzione è coadiuvato da strutture chiamate ribosomi. Il RER non può sintetizzare una proteina senza le istruzioni impartite dal nucleo. Quindi l’informazione che deve arrivare dal nucleo al RER, è fornita mediante il RNA messaggero. Dopo che le proteine si sono formate in RER, sono mandate all’apparato del Golgi mediante in vescicole circondate da membrana. La maggior parte delle proteine sono poi smistate dal Golgi in altri compartimenti cellulari come ER, lisosomi, vacuoli, e membrana plasmatica, o sono secrete dalla cellula.