argomento struttura cellulare
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ARGOMENTO CONCETTO DI REGOLAZIONE GENICA REGOLAZIONE GENICA PROCARIOTI REGOLAZIONE GENICA EUCARIOTI trascrizione e maturazione RNA trasporto nucleo-citoplasma sintesi proteica via secretiva traffico di membrana ENERGETICA MOTILITÀ CELLULARE SEGNALI DIVISIONE CELLULARE CICLO CELLULARE APOPTOSI STRUTTURA CELLULARE nucleo, cromatina, involucro nucleare nucleolo ribosomi reticolo endoplasmatico apparato del Golgi lisosomi proteasomi vescicole di secrezione mitocondri e perossisomi citoscheletro membrana plasmatica cromosomi Riproduzione molecolare Riproduzione cellulare Riproduzione degli organismi asessuata sessuata Gametogenesi (femminile e maschile) Fecondazione BIOLOGIA MOLECOLARE (1944) ETOLOGIA (1927) GENETICA (1900) ECOLOGIA (1866) BIOLOGIA DELL’EVOLUZIONE (1859) CITOLOGIA (1839) EMBRIOLOGIA (1828) . . . . FISIOLOGIA ANATOMIA STORIA NATURALE LA BIOLOGIA DEL XXI SECOLO: GENOMICA PROTEOMICA (BIOINFORMATICA) + altre “omics” Trascrittomica Lipidomica Glicomica Interattomica www.fisiokinesiterapia.biz IL METODO SCIENTIFICO 1- eseguire le prime osservazioni 2- formulare un’ipotesi verificabile prendere come riferimento le conoscenze già esistenti 3- progettare un esperimento controllato 4- raccogliere i dati 5- interpretare i risultati 6- ricavare delle conclusioni ragionevoli IL METODO SCIENTIFICO CORRETTO DISEGNO SPERIMENTALE OSSERVAZIONI → IPOTESI → VERIFICHE SPERIMENTALI TEORIA LOGICA DEDUTTIVA E LOGICA INDUTTIVA STABILITÀ GENETICA CAMBIAMENTO EVOLUZIONE TEORIA SINTETICA DELLA BIOLOGIA MODERNA I LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE ATOMI → MOLECOLE →MACCHINE MOLECOLARI → ORGANULI CELLULA LA VITA COME PROPRIETÀ EMERGENTE (PROPRIETÀ RISULTANTE DALLE INTERAZIONI TRA VARIE COMPONENTI) ALCUNE PROPRIETÀ DELLA VITA: •ORDINE •RIPRODUZIONE •CRESCITA E SVILUPPO •UTILIZZAZIONE DELL’ENERGIA •RISPOSTA ALL’AMBIENTE •OMEOSTASI •ADATTAMENTO EVOLUTIVO • METABOLISMO METABOLISMO ED EQUIVALENZA TRA ENERGIA E INFORMAZIONE CONTROLLO GENETICO DEL METABOLISMO EREDITARIETÀ DELL’INFORMAZIONE BIOLOGICA UNITÀ NELLA DIVERSITÀ TEORIA CELLULARE MECCANISMI EREDITARI E DEL FLUSSO DI INFORMAZIONE MOLECOLE BASE DEL METABOLISMO INTERAZIONE TRA ORGANISMI E AMBIENTE L’origine della vita: come è cominciato tutto? la vita è unitaria: la vita si evolve: stesse molecole fondamentali stessi processi fondamentali nel flusso metabolico nel flusso di informazioni l’ambiente cambia, i viventi si adattano e si diversificano http://www.ideacenter.org/contentmgr/showdetails.php/id/838 CONTROLLO GENETICO DEL METABOLISMO •Il metabolismo è il complesso delle reazioni di catabolismo e di anabolismo •Ogni reazione della cellula è controllata da un enzima •Ogni enzima è un prodotto genico •L’azione degli enzimi è coordinata •Le vie metaboliche sono evolutivamente conservate http://fig.cox.miami.edu/~cmallery /150/makeatp/makeatp.htm La teoria cellulare •La cellula è la più piccola unità del vivente •Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule •Ogni cellula deriva da una cellula pre-esistente •In base a caratteristiche, quali la presenza di un nucleo e di strutture intracellulari (organuli), classifichiamo le cellule in due categorie: procariotiche ed eucariotiche La cellula eucariotica differisce per molti aspetti da quella procariotica 1 2 3 4 5 -4500 milioni Origine della terra 8 -3750 milioni VITA? 9 10 12 11 16 17 18 19 13 14 20 21 -1950 milioni -1800 milioni respirazione molti batteri 22 23 24 25 29 30 -1500 milioni Primi mammiferi dinosauri Primi uccelli Prime piante con fiore Estinzione dei dinosauri Primi ominidi Homo sapiens: 23h 55’ La storia scritta: 23h 59’54” -1350 milioni primi eucarioti 26 -750 milioni primi organismi multicellulari 7 -3450 milioni i più antichi fossili di procarioti -2700 milioni fotosintesi -3000 milioni chemioautotrofi 15 65 27 28 -450 milioni evoluzione esplosiva di piante e animali -300 milioni le piante colonizzano la terra primi vertebrati CALENDARIO DELLA STORIA DELLA TERRA L’origine di batteri, archea ed eucarioti Origine dei mitocondri come endosimbionti TASSONOMIA (CLASSIFICAZIONE DEI VIVENTI) La classificazione è gerarchica basata su dati descrittivi paleotologici embriologici biochimici (somiglianze di sequenze) Come si definisce una specie? Come si formano nuove specie? Es.: classificazione dell’uomo Regno: animale Phylum: cordati Classe: mammiferi Ordine: primati Famiglia: ominidi Genere: homo Specie: homo sapiens http://nema.cap.ed.ac.uk/teaching/zoo4/top.html In un organismo pluricellulare le cellule sono specializzate per svolgere funzioni diverse e la loro morfologia dipende dalla funzione che svolgono. Gli organuli primari sono tuttavia presenti in tutte le cellule. SPECIALIZZAZIONE CELLULARE = DIFFERENZIAMENTO Le dimensioni in biologia A dimensioni diverse corrispondono modalità diverse di visualizzazione e discipline diverse: anatomia e fisiologia, istologia, biologia cellulare, embriologia, genetica, microbiologia, virologia, biochimica e biologia molecolare, chimica, fisica…. LE DIMENSIONI DELLE CELLULE EUCARIOTICHE (VEGETALI E ANIMALI) E DELLE CELLULE PROCARIOTICHE Confronto tra il potere di risoluzione del microscopio ottico e del microscopio elettronico Spessore della sezione: 1,5 µm 0,03 µm Immagini ottenute con il microscopio elettronico a scansione Il mondo del nanometro Il mondo del nanometro: il virus dell’HIV ha un diametro di circa 100 nm (0,1 µm, ossia 10-4 mm)
