Laurea in Educazione fisica e
tecnica sportiva – Voghera e
Casalmaggiore 2007/08
Programma del modulo di
biologia. Capitoli di: Chieffi et
al.: Biologia e genetica. EdiSES
CAP. 1 CARATTERI GENERALI DELLA
MATERIA VIVENTE
Le caratteristiche generali della materia vivente
Complessità specificamente definita, 2
Capacità di accrescimento, 3
Capacità di autoriprodursi, 4
Adattamento all’ambiente, 4
La teoria cellulare 6
Cellule procariotiche e cellule eucariotiche, 6
Organismi monocellulari e pluricellulari, 7
L’approccio ai fenomeni biologici 8
CAP. 2 COMPOSIZIONE CHIMICA DELLA
MATERIA VIVENTE 9
Importanza biologica dell’acqua 10
L’acqua come solvente, 13
L’acqua e le membrane biologiche. 19
La dissociazione dell’ acqua, 20
I composti del carbonio 22
Le principali classi di composti biologici 26
Carboidrati 36
Lipidi, 37
Le macromolecole biologiche e l’informazione
biologica 43
Le proteine 47
Struttura chimica delle proteine, 48
Proprietà acido-base delle proteine, 52
La struttura tridimensionale delle proteine, 58
Denaturazione e rinaturazione delle proteine,
64
La regolazione dell’attività biologica delle
proteine, 65
Gli acidi nucleici 70
Struttura chimica degli acidi nucleici, 70
L’acido desossiribonucleico (DNA), 73
L’acido ribonucleico (RNA). 86
Il flusso di informazione tra le macromolecole
biologiche, 90
CAP. 3 CELLULA PROCARIOTICA ED
EUCARIOTICA: STRUTTURA E PRINCIPALI
DIFFERENZE 92
La cellula procariotica 94
Morfologia, 96
Metabolismo, 98
La cellula eucariotica 100
Compartimentazione della cellula encariotica,
102
La membrana plasmatica, 102
Funzioni della membrana plasmatica: trasporto
passivo e attivo, 106
La membrana cellulare dei batteri, 111
Il citoplasma, 112
Citoscheletro: microtubuli, microfilamenti e
filamenti intermedi. 112
Reticolo endoplasmatico, 127
Apparato di Golgi, 128
Lisosorni, 131
Perossisomi i 134
Riassunto della distribuzione delle proteine
verso le diverse localizzazioni della cellula, 134
Esocitosi ed endocitosi, 135
Mitocondri, 138
Organelli che caratterizzano la cellula vegetale:
plastidi e vacuoli centrali, 142
Nucleo, 143
lì nucleolo, 148
Matrice extracellulare e adesione cellulare, 149
Le giunzioni cellulari, 154
CAP. 4 FLUSSO DI MATERIA E DI ENERGIA
ATTRAVERSO LA MATERIA VIVENTE 155
I catalizzatori biologici: gli enzimi 156
L’energia di attivazione delle reazioni chimiche,
Gli enzimi, 161
Le vie (o catene) metaboliche, 165
Le forme di energia utilizzate dagli esseri
viventi 171
Organismi fototrofi e organismi chemiotrofi, 171
Ruolo dell’adenosintrifosfato (ATP) all’interno
degli esseri viventi, 172
L’utilizzazione della materia da parte degli
esseri viventi 173
Organismi autotrofi ed organismi eterotrofi, 173
L’utilizzazione di materia e di energia da parte
degli organismi eterotrofi 175
Fermentazioni e respirazione cellulare, 177
CAP. 5 COMUNICAZIONI CELLULARI 192
La segnalazione sinaptica, 197
La segnalazione paracrina ed autocrina, 197
La segnalazione endocrina e neuroendocrina,
Fattori di crescita, 201
Trasduzione del messaggio, 202
CAP. 6 FLUSSO DI INFORMAZIONE NELLA
MATERIA VIVENTE 210
Il Dogma centrale 211
Duplicazione del DNA nei procarioti, 211
Duplicazione del DNA negli eucarioti, 217
La trascrizione nei procarioti, 220
La trascrizione negli eucarioti, 223
Maturazione degli mRNA, 226
Maturazione degli rRNA e tRNA nei procarioti,
Maturazione degli rRNA e tRNA negli eucarioti,
L’apparato di traduzione: i ribosomi ed i tRNA,
230
Il codice genetico, 233
L’attivazione dell’amminoacido, 234
La traduzione nei procarioti, 235
La traduzione negli eucarioti, 237
Modificazioni post-traduzionali e destino postsintetico delle proteine, 237
Il concetto di gene, 241
L’organizzazione del genoma, 241
La regolazione dell’espressione genica, 242
- CAP. 7 CICLO CELLULARE E SUA
REGOLAZIONE 247
Il ciclo cellulare mitotico 248
Mitosi, 251
La regolazione del ciclo cellulare mitotico e
l’apoptosi, 254
Il ciclo cellulare meiotico 260
La regolazione del ciclo cellulare meiotico, 264
CAP. 8 SESSUALITÀ, RIPRODUZIONE E
SVILUPPO 265
Sessualità, riproduzione e sviluppo 266
Riproduzione asessuata 268
Riproduzione sessuata 270
Spermatogenesi, 270
Ovogenesi, 274
Ciclo ovarico e ciclo uterino. 276
Ermafroditismo, 279
Fecondazione, 280
Partenogenesi, metagenesi ed eterogonia, 281
Embriologia, 282
Il differenziamento embrionale, 285
CAP. 9 VIRUS 297
Struttura delle particelle virali. 298
Tropismo virale, 300
lì genoma virale, 300
Svolgimento cieli infezione virale, 301
Infezione virale nelle cellule eucariotiche, 305
I retrovirus, 307
Virus oncogeni, 307
CAP. 10 GENETICA MENDELIANA 309
Le basi cromosomiche dell’ereditarietà 310
La teoria cromosomica dell’ereditarietà, 310
Mitosi e meiosi, 310
Dinamica dei cromosomi durante la meiosi, 312
Significato genetico della meiosi, 312
Le leggi di Mendel ed estensioni dell’analisi
mendeliana 317
Leggi di Mendel, 318
Reincrocio, 319
Genotipo e fenotipo, 320
Interazione tra alleli, 320
L’eredità legata al sesso 327
Determinazione del sesso, 327
Geni associati al cromosoma X: recessivi e
dominanti, 329
Geni associati al cromosoma Y, 331
Inattivazione del cromosoma X, 331
Alberi genealogici 332
Eredità autosomica dominante, 333
Eredità autosomica recessiva, 334
Ereditarietà recessiva legata al cromosoma X,
335
Ereditarietà dominante legata al cromosoma X,
336
Problemi relativi all’interpretazione di un albero
genealogico, 337
Associazione e ricombinazione 341
Geni indipendenti e geni associati, 341
Crossing-over, 343
Frequenza di crossing-over e frequenza di
ricombinazione, 346
Mappe di associazione, 347
CAP. 11 CROMOSOMI UMANI 350
Il cariotipo umano 351
Morfologia dei cromosomi metafasici, 351
Tecniche di colorazione e bandeggi dei
cromosomi umani. 356
Classificazione e nomenclatura dei cromosomi
umani, 358
La mappatura dei geni sui cromosomi umani
Mappe fisiche, 361
Mappe genetiche, 366
Applicazioni della mappatura dei geni, 368
CAP.12 MUTAZIONE 371
La mutazione genica e le sue basi molecolari
374
Meccanismi d’insorgenza delle mutazioni
spontanee, 376
Conseguenze sull’informazione genetica, 382
Le mutazioni cromosomiche e genomiche 386
Mutazioni cromosomiche e conseguenze, 386
Mutazioni genomiche e conseguenze, 393
CAP. 13 INGEGNERIA GENETICA E SUE
APPLICAZIONI 398
La tecnologia del DNA ricombinante 399
Enzimi di restrizione, 399
Ibridazione molecolare, 407
Southern e Northern blotting, 408
Sequenziamento del DNA, 414
Clonaggio molecolare, 416
Organismi transgenici, 435
Topi knock out, 438
I polimorfismi 440
Polimorfismi a livello del DNA, 440
Impronta molecolare o fingerprinting di un
individuo, 444
La diagnosi di malattie genetiche a livello del
DNA 446
Diagnosi diretta 446
Diagnosi indiretta, 450
CAP. 14 GENETICA DI POPOLAZIONI ED
EVOLUZIONE 453
Frequenze geniche e frequenze genotipiche
455
La legge di Hardy—Weinberg 456
Fattori evolutivi 458
CAP.15 LA BIOETICA 465
La bioetica 466
Riflessioni etiche sulle biotecnologie, 467
