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BIOLOGIA GENERALE 19 dicembre 2006 Facoltà di Psicologia Corso di Laurea in Scienze e Tecniche di Psicologia Generale e Sperimentale Alessandro Massolo Dip. Biologia Animale e Genetica c/o Prof. F. Dessì-Fulgheri (Via Romana 17) [email protected] Biologia generale Massolo Alessandro [email protected]; Tel. 347-9403330 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Energia e metabolismo • Energia – Capacità di compiere lavoro – Capacità di produrre cambiamento • Tipi di energia – Energia cinetica (energia di movimento che compie lavoro modificando lo stato di moto della materia) – Energia potenziale (energia depositata) Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Il bilancio dell’energia • Energia totale = Energia utilizzabile + Energia inutilizzabile H = G + TS H = Entalpia energia totale G = Energia libera, disponibile per compiere lavoro T = Temperatura a cui avviene la reazione S = Entropia, energia non utilizzabile per compiere lavoro (rappresenta il disordine di un sistema) => G = H - TS Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Variazioni dell’energia • Le variazioni si esprimono in Calorie o in Joule G reazione = G prodotti - G reagenti La G può essere indicata come variazione dell’energia totale ∆G = ∆H - T∆S Se ∆G < 0 => rilascio di energia libera Se ∆G > 0 => è necessaria energia libera per far procedere la reazione Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria • Tipi di reazioni – Reazione esoergonica – Reazione endoergonica Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Velocità di reazione? • Le reazioni sono relativamente lente e hanno delle barriere energetiche da superare (energia di attivazione) • E’ necessario accelerare la reazione e sbloccare queste barriere fornendo energia o abbassando la soglia di energia di attivazione => Catalizzatori/Enzimi Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Enzimi = proteine? • Catalizzatori non biologici (p.es. platino) - non specifici • Catalizzatori biologici – molto specifici – Proteici – Non proteici => RNA – RIBOZIMI • La specificità dipende da – Substrato (molecole dei reagenti) – Sito attivo (particolare sito sull’enzima dove avviene la catalisi) Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Orientamento Modificazione fisica Modificazione chimica Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria LISOZIMA: distrugge batteri patogeni demolendo catene polisaccaridiche presenti nella parete cellulare Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Cambiamento indotto: Cambiamento di forma dell’enzima causato dal legame del substrato Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Attivazione di alcuni enzimi • Alcuni enzimi sono attivi senza che sia necessaria alcuna attivazione • Altri richiedono la presenza di molecole non proteiche – Cofattori: ioni inorganici (p.es. rame, zinco e ferro) – Coenzimi: molecole organiche legate temporaneamente all’enzima (p.es. ATP, ADP, NAD) – Gruppi prostetici: legati covalentemente all’enzima (p.es gruppi eme dell’emoglobina) Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Regolazione delle attività enzimatiche • Il metabolismo (M) = insieme delle reazioni biochimiche che avvengono in un organismo • M è organizzato in vie metaboliche Prodotto A + enzima 1 = Prodotto B Prodotto B + enzima 2 = Prodotto C Prodotto C + enzima 3 = Prodotto D Prodotto D + enzima 4 = Prodotto E Presenza di inibitori Irreversibili Reversibili Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Inibitori irreversibili DIPF: Inibisce l’acetilcolinesterasi, enzima essenziale per la propagazione del segnale nervoso Gas nervini – Sarin, Malathion (insetticida selettivo per gli insetti) Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Enzimi allosterici • Formano struttura quaternaria (composti da più catene aminoacidiche) • Le subunità hanno funzioni diverse: – Subunità catalitica – Subunità regolatrice • Hanno un andamento della velocità di reazione in rapporto alla presenza di substrato molto differente da quelli non allosterici Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Non allosterico Modulo 2 Biologia generale Allosterico Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria La temperatura e la struttura terziaria • Gli enzimi lavorano a temperature specifiche – Temperature corpo umano e batteri (febbre) • Isoenzimi – Pesce arcobaleno • 2 acetilcolinesterasi per 2 livelli diversi di temperatura (20 °C, 2 °C) • Enzimi adatti a T elevate – tendono a denaturarsi meno per la presenza di ponti disolfuro nella loro struttura terziaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007 Facoltà di Scienze della Formazione Corso di Laurea in Scienze della Formazione primaria Modulo 2 Biologia generale Massolo A. – [email protected] A.A. 2006-2007
