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Risposte fondamenti biologia e chimica
fondamenti di biologia e chimica (Università telematica e-Campus)
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Lezione 1
1)Quale è il numero di neutroni all'interno del nucleo di
un atomo di Fosforo che possiede Z=15 ed A=31? 16
2)Un atomo di un elemento ha numero atomico uguale a
15 e numero di massa uguale a 32. Un altro atomo di
quello stesso elemento ha numero atomico ugualea 15
ma numero di massa uguale a 33. Siamo in presenza di
un: isotopo
3)Quale è la massa molecolare dell'acido fosforico
H3PO4? (Massa atomica H=1, M. atomica P=31, M.
atomica O=16) 98 uma
4)Il peso molecolare di una molecola di azoto N2
(numero atomico N=7; peso atomico N=14) è 28 uma
5)La mole di una sostanza Ha un peso che corrisponde al
peso molecolare della sostanza espresso in grammi
6)Quale è il numero di elettroni di un atomo di Bromo
che ha A= 80 e Z=35? 35
7)Descrivi la disposizione degli elettroni sui livelli intorno
al nucleo dell'atomo di Fosforo (Z=15). Quanti sono gli
elettroni di valenza? Il fosforo avendo numero atomico
15 avrà 2 elettroni nel primo livello (cioè il massimo), 8
elettroni nel secondo livello (il massimo) e i restanti 5
saranno nel terzo livello. Questi ultimi 5 rappresentano
anche gli elettroni di valenza ovvero quegli elettroni
posti più lontano dal nucleo e quindi attratti di meno
verso esso. A meno che l’elemento in questione sia
Elio o metallo di transizione, il numero di valenza può
essere rapidamente calcolato contando il numero di
colonne da sinistra, saltando i metalli di transizione al
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centro. Pertanto dopo aver saltato le colonne dalla 3
alla 12, gli elementi nella quindicesima colonna hanno
un numero di valenza di cinque.
8)Perché un atomo di Carbonio con numero atomico 12
possiede 12 elettroni? Poiché un atomo nel suo stato
fondamentale deve avere una carica finale neutra cioè
lo stesso numero di protoni ed elettroni, di
conseguenza il numero atomico ci dirà anche quanti
elettroni sono presenti nell’atomo.
Lezione 2
1)Un atomo di Magnesio (Z=12) contenente 10 elettroni
è un/uno: ione Mg2+
2)Quanti sono gli elettroni di valenza di un atomo di
Alluminio? (Z=13) 3
3)Nella reazione A+B→C+D la Keq (costante di equilibrio)
è uguale a 0,3. Quali concentrazioni saranno
predominanti all'equilibrio? Quelle dei reagenti
4)La tendenza di un atomo ad attrarre verso di se gli
elettroni nel legame chimico viene definita?
Elettronegatività
5)Quale delle seguenti affermazioni sul legame covalente
è vera? Si può formare tra atomi del medesimo
elemento
6)Il Beriglio con Elettronegatività 3,9 ed il Fluoro con
elettronegatività 1,5 formano un composto chiamato
fluoruro di beriglio. Che tipo di legame si instaura fra i
due atomi? Covalente polare
7)Che tipo di legame si instaura fra un atomo di idrogeno
(elettronegatività=2,2) e uno di cloro (3,16)? Motiva la
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risposta. La differenza di elettronegatività fra i due
atomi è di 0,9. Sarà un legame covalente polare perché
il Cloro è un po’ più elettronegativo dell’Idrogeno
quindi gli elettroni della molecola saranno più spostati
verso il Cloro. La molecola sarà un dipolo, in quanto
avrà un’estremità negativa (Cl) e una positiva (H).
Lezione 3
1)37 grammi di NaCl vengono sciolti in 0,5 litri di acqua.
La massa atomica del sodio è 23 uma e del Cloro è
35,5 uma. Quale sarà la concentrazione (molarità)
della soluzione? 1,26 M
2)Quali fra le seguenti affermazioni non è corretta?
l'acqua si muove attraverso una membrana
semipermeabile da una soluzione più concentrata ad
una soluzione meno concentrata
3)Descrivi la struttura della molecola di acqua ed il
legame a idrogeno La molecola d’acqua è fomata da 1
atomo di ossigeno (O) e 2 di idrogeno (H). Il legame tra
gli atomi si forma perché si mettono in condivisione
eletroni (l’ossigeno per essre stabile, ossia per
raggiungere l’ottetto, ha bisogno di 2 elettroni, e perciò
ne prende 1 dal primo idrogeno e un altro dal secondo
idrogeno, visto che ogni atomo di idrogeno contiene
solo 1 elettrone). La molecola d’acqua appare
complessivamente neutra ma in realtà è polare. Tra
molecole d’acqua si crea ulteriormente un legame, che
viene definito legame a idrogeno. Visto che gli ossigeni
di ogni molecola d’acqua “hannp carica negativa”,
allora si legano agli idrogeni di altre molecole d’acqua.
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Così due molecole d’acqua si avvicinano e rimangono
vicine a causa di queste cariche negative e positive.
Ogni molecola d’acqua può formare legami a idrogeno
con altre quattro molecole d’acqua. Il fatto che a
temperatura ambiente l’acqua si trovi allo stato liquido
è causato dai legami a idrogeno che si formano tra
queste molecole d’acqua. Nello stato gassoso invece le
molecole sono molto distanti tra loro, libere di
muoversi. Il legame a idrogeno ha anche delle
conseguenze:
1. Tensione superficiale
2. Capillarità e imbibizione
3. Resistenza a mutamenti di temperatura
4. Evaporazione
5. solidificazione
Lezione 4
1)Quale di queste affermazioni su acidi e basi NON è
vera Le basi in soluzione acquosa determinano un pH
inferiore a 7
Lezione 5
1)La forma ciclica del glucosio deriva da: la sua forma
lineare, per effetto di un riarrangiamento
intramolecolare fra il gruppo aldeico nel carbonio 1
(detto anche C1) e l’ossidrile nel carbonio 5.
2)Il gruppo funzionale R-COOH si chiama: carbossilico
3)Quale è la formula di un carboidrato contenente 10
atomi di idrogeno? C5H10O5
4)Il gruppo funzionale -OH si chiama: alcoolico
Lezione 6
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1)In quale molecola troviamo un legame Alfa 1→4
glicosidico? Glicogeno
2)Elenca e descrivi brevemente le principali funzioni
delle proteine Le proteine possono cooperare insieme
ad altre biomolecole o con altre proteine il che
permette loro di essere presenti in molti processi
biologici come metabolismo, divisione cellulare. Le
proteine hanno funzione difensiva poiché creano
anticorpi e regolano i fattori contro agenti esterni e
infezioni come le immunoglobine. Le proteine hanno
funzioni regolatrici visto che formano composti come
emoglobina, ormoni, enzimi, succhi gastrici e vitamine
che causano reazioni chimiche nel nostro organismo.
Le proteine con funzione enzimatica sono le più
numerose e specializzate accelerando le reazioni
chimiche nel metabolismo. Le proteine sono anche
ammortizzatori utili a mantenere il pH interno e
l’equilibrio osmotico, parlando così di funzione
omeostatica. Hanno anche una funzione energetica
per l’organismo le proteine. Inoltre hanno una
funzione di trasporto con l’emoglobina e la mioglobina
che trasportano l’ossigeno nel sangue nei vertebrati
mentre negli invertebrati ciò è compiuto
dall’emocianina. Le proteine svolgono anche una
funzione strutturale cioè formano i tessuti di appoggio
che conferiscono elasticità e resistenza a organi e
tessuti come il collagene. Per finire attraverso la
miosina e l’actina contraggono i muscoli, proprietà
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delle proteine contrattili che così facendo facilitano il
movimento delle cellule costituendo le miofibrille.
3)Descrivi il legame Alfa 1→4 glicosidico. L’alfa e il beta
glucosio sono stereoisomeri. Il legame glicosidico (1-4)
tra due molecole di alfa-D-glucosio produce un
disaccaride chiamato maltasi. Questo legame alfa 1->4
serve a legare più unità di glucosio tra loro formando
così l’amido che nei vegetali è utilizzato come riserva di
glucosio.
Lezione 7
1)Che cosa intendiamo per catene alfa e catene beta? Le
catene polipeptidiche di cui è composta l'emoglobina
2)Il processo di idrogenazione di un acido grasso
permette di eliminare, aggiungendo idrogeni, i doppi
legami fra atomi di carbonio all'interno della catena
idrocarburica di un acido grasso
3)Quale fra le seguenti affermazioni riguardanti il legame
estereo non è corretta? E' un legame che può avvenire
fra il gruppo carbonilico dell'acido grasso e l'ossidrile
di un glicerolo
4)Elenca e descrivi brevemente i legami che possono
instaurarsi fra aminoacidi nell'organizzazione della
struttura terziaria delle proteine I legami che possiamo
trovare sono di quattro tipi: legami ionici, legami
idrogeno, interazioni idrofobiche e legami di tipo
covalente. I legami ionici avvengono fra aminoacidi
basici e aminoacidi acidi. I legami a idrogeno invece
avvengono fra aminoacidi polari come quelli
contenenti un ossidrile e quelli che contengono un
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gruppo ammidico. Per quanto riguarda le catene
laterali idrofobiche degli aminoacidi polari esse
possono interagire tra di loro tramite le forze di van
der waals. Infine tra i legami covalenti i più importanti
sono quelli che avvengono fra i gruppi sulfidrilici.
5)Descrivi brevemente la struttura di un fosfolipide La
struttura dei fosfolipidi è formata da una molecola di
glicerolo che lega tramite legame estereo due acidi
grassi ed un gruppo fosfato, esso a sua volta è legato
ad un composto di natura organica; gli acidi grassi
sono apolari mentre i restanti due sono polari. Ciò fa sì
che la molecola si anfipatica cioè ha una testa polare e
una coda apolare. I fosfolipidi inoltre sono
fondamentali per gli organismi biologici poiché sono
alla base per la formazione delle membrane cellullari.
Lezione 8
1)Assumendo che l'adenina costituisca il 30% delle basi
di una specifica molecola di DNA a doppia elica, a
quanto ammonta la percentuale di citosine? 30%
2)Quale fra queste molecole non fa parte del
nucleotide? Fosfolipide
Lezione 9
1)Batteri, Archaea ed Eucarioti corrispondono a: tre
domini
2)Quali fra le seguenti è una caratteristica che
contraddistingue un essere vivente da un non vivente?
tutte le risposte sono corrette
3)I funghi non possono compiere fotosintesi
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4)Elenca quali sono le caratteristiche che
contraddistinguono un essere vivente e descrivine
almeno due Le caratteristiche dei viventi sono 5: il
vivente è formata da cellule che sono le unità di base,
la capacità di crescere e svilupparsi, un metabolismo
dinamico, la capacità di rispondere agli stimoli ed ai
cambiamenti di tipo ambientale e infine la capacità di
riprodursi.
Vediamo nel dettaglio le cellule e la capacità di
riprodursi. Per quanto riguarda le cellule, esse
derivano dalla divisione di cellule “madri” o
“progenitrici”. Possono esserci sia organismi
pluricellulari e quindi costituiti da più cellule che
unicellulari come i batteri. Nei pluricellulari le cellule si
possono organizzare in tessuti, organi e apparati,
questo fa sì che cellule della stessa organizzazione si
specializzino nelle stesse funzioni; tutte le cellule
possiedono una membrana plasmatica e materiale
genetico, il quale non viene conservato sempre nel
nucleo come capita agli eucarioti. Parlando invece
della riproduzione negli organismi viventi ne esistono
di due tipi: la riproduzione asessuata e quella sessuata.
La riproduzione asessuata è basata sulla divisione della
cellula madre in due cellule figlie con lo stesso
materiale genetico; quella sessuata invece presenta
cellule specializzate come spermatozoi e cellule uova.
Lezione 10
1)La funzione principale della proteina importina è:
riconoscere attraverso il segnale di localizzazione
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nucleare determinate proteine e trasportarle
all'interno del nucleo
2)Quale caratteristica contraddistingue un ribosoma
eucariotico? contiene due subunità, chiamate 60 s e
40 s
3)Quale fra le seguenti strutture è presente nella cellula
procariotica? Nucleolo
4)Descrivi brevemente le differenze fra eucarioti e
procarioti Una delle differenze è sicuramente la loro
dimensione infatti la cellula eucariotica è più grande.
La cellula eucariotica è caratterizzata da un nucleo
rivestito da membrana proprio cosa che non abbiamo
nella procariota dove il DNA si trova nel nucleotide ma
non è rivestito di membrana. La quantità poi di DNA
presente nella procariota è minore dell’eucariota, la
quale presenta il DNA in maniera lineare e associato a
determinate proteine mentre nella procariota il DNA è
circolare e non associato a proteine.
Lezione 11
1)Quale fra le seguenti è una funzione del reticolo
endoplasmatico rugoso? Fornire supporto per la
sintesi di determinate proteine da inidrizzare verso
l'ambiente extracellulare
2)Il complesso di Golgi tutte le affermazioni sono
corrette
3)I fosfolipidi vengono sintetizzati: nel reticolo
endoplasmatico liscio
4)Descrivi la struttura di un mitocondrio L’organizzazione
strutturale di un mitocondrio prevede un doppio
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sistema di membrane, una membrana esterna ed una
interna. Lo spazio fra le due membrane si chiama
“spazio intermembrana” mentre la membrana interna
delimita un compartimento chiamato “matrice
mitocondriale” che contiene gli enzimi necessari alle
funzioni energetiche il DNA mitocondriale ed i
ribosomi mitocondriali. La membrana interna non ha
una struttura lineare ma presenta una serie di
ripiegamenti che si estendono verso l’interno della
matrice le così dette “creste mitocondriali”. Le creste
mitocondriali aumentano di gran lunga la superficie
della membrana interna e contengono tutti gli enzimi
o complessi di enzimi fondamentali per produrre l’ATP.
Lezione 12
1)Quali fra le seguenti è una prova del fatto che i
mitocondri abbiano avuto origine da procarioti
ancestrali? possiedono un DNA circolare
2)I complessi di membrane all'interno dello stroma del
cloroplasto vengono denominati: tilacoidi
3)La matrice mitocondriale è il comparto delimitato dalla
membrana mitocondriale interna
4)Mitocondri e cloroplasti si differenziano dagli altri
organelli perché possiedono un DNA proprio
5)Perché Il vacuolo può contribuire all'accrescimento
della cellula vegetale? Perché il suo ambiente è
ipertonico rispetto al citoplasma e può permettere
l'entrata di acqua
6)Descrivi la teoria endosimbiontica Si parla di
endosimbiosi quando si ha una relazione fra due
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simbionti in cui uno è più piccolo e quindi contenuto
all’interno, infatti il termine “endo” vuol dire proprio
“all’interno di”. La teoria prevede che i cloroplasti e i
mitocondri abbiano delle caratteristiche simili alle
cellule procariotiche e che abbiano avuto origine da
batteri stabilitisi all’interno stabilendo un rapporto. La
maggior parte delle prove di questa teoria sono
riguardanti la struttura, ad esempio il DNA è circolare
sia per i batteri che per i mitocondri e cloroplasti.
Un’altra prova della teoria è che possiedono una
doppia membrana.
Lezione 13
1)I dimeri di alfa e beta tubulina fanno parte dei
microtubuli
2)Collagene, fibronectina ed integrina sono abbondanti
nella matrice etracellulare
3)Il trasporto anterogrado delle vescicole all'interno
della cellula è mediato dalle chinesine
4)Elenca e descrivi brevemente i tipi di filamenti proteici
che compongono il citoscheletro Il citoscheletro è
formato da tre filamenti che sono i microtubuli,
microfilamenti e filamenti intermedi. I microtubuli
hanno la parete della loro struttura formata da dimeri
di alfa e beta tubulina. I microtubuli essendo strutture
che si formano e si dissociano rapidamente per
convenzione chiamiamo l’estremità dove vengono
inseriti i dimeri come estremità più mentre quella in
cui vengono rimossi come estremità meno.
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I microfilamenti sono costituiti da due eliche
intrecciate di subunità dell’actina, essi sono coinvolti in
molti processi intra ed extracellulare. I microfilamenti
possono accumularsi sotto la membrana plasmatica in
una zona chiamata cortex cellulare.
I filamenti intermedi sono molto resistenti e flessibili
quindi conferiscono sostegno strutturale o resistenza
alle cellule che sono sottoposte a stress meccanico. I
filamenti intermedi sono ricchi di proteine, un esempio
è la cheratina che troviamo nell’epitelio.
Lezione 14
1)Quale di queste affermazioni sui fosfolipidi è vera?
Sono anfipatici
2)Quali fra queste affermazioni sulla chimica di un
fosfolipide risulta corretta? le membrane contenenti
un numero elevato di acidi grassi insaturi sono più
fluide rispetto a quelle che ne hanno un numero
minore
3)Le membrane cellulari sono formate da: fosfolipidi
fludi inseriti come un mosaico
4)Elenca e descrivi almeno quattro funzioni delle
proteine di membrana Le proteine di membrana
possono essere distinte i tre classi: le proteine
integrali, quelle periferiche e quelle ancorate ai lipidi.
Esse possono avere varie funzioni, fra queste
troviamo:
1. trasporto passivo: alcune proteine formano canali
per ioni e molecole;
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2. trasporto attivo: alcune proteine tramite
l’energia ricavata dall’ATP permettono il passaggio
di determinate sostanze;
3. attività enzimatica ovvero catalizzano le reazioni
chimiche;
4. giunzione cellulare: possono agire per far aderire
due cellule adiacenti.
Lezione 15
1)La diffusione facilitata tutte le affermazioni sono vere
2)Il trasporto passivo comporta solamente il processo di
diffusione semplice
3)Descrivi le caratteristiche generali del trasporto
passivo Il passaggio di sostanze attraverso la
membrana viene distinto in: trasporto attivo e passivo.
Il trasporto passivo permette il passaggio di molecole
attraverso la membrana senza dispendio di energia
poiché riduce l’energia libera; ne esistono di diverse
tipologie:
1. la diffusione semplice cioè il trasporto di gas come
ossigeno e anidride carbonica, molecole non
caricate, ed avviene sempre secondo gradiente di
concentrazione e tramite l’utilizzo di proteine di
membrana;
2. diffusione facilitata ovvero il passaggio di sostanze
lipofobiche sempre secondo gradiente di
concentrazione e con l’utilizzo di proteine di
membrana.
Le proteine canale, formano dei canali idrofilici che
permettono il passaggio di ioni senza che si leghino
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al soluto, sono selettive per il tipo di ione, per la
dimensione e per la carica. Questi canali possono
essere aperti o chiusi, stato che può essere regolato
dsl voltaggio, da ligandi o da forze meccaniche. Le
acquaporine sono una classe di proteine canale che
permettono il passaggio di acqua.
Lezione 16
1)Un simporto è un tipo di cotrasporto in cui i soluti
vengono trasportati nella stessa direzione
2)Un tipo di trasporto attivo che prevede l'utlizzo di
energia di un gradiente elettrochimico viene chiamato
secondario
3)La pompa sodio potassio è un sistema di trasporto
attivo che causa l'entrata nella cellula di 2 ioni potassio
con uscita di 3 ioni sodio
4)Descrivi il meccanismo di azione della pompa sodio
potassio Le proteine integrali di membrana in grado di
trasportare molecole da un lato all’altro della
membrana plasmatica in maniera attiva prendono il
nome di pompe cellulari, o di membrana. Una delle
pompe più importanti è la pompa sodio-potassio, che
ha il compito di mantenere stabile la concentrazione di
questi due ioni metallici ai due lati opposti della
membrana plasmatica.
Lezione 17
1)Le connessine sono proteine transmembrana
2)Quali tipi di giunzioni cellulari contengono le caderine?
Desmosomi
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3)Nell' esocitosi la vescicola esocitotica che contiene il
materiale da espellere si avvicina alla membrana,
prende contatto e poi si fonde con essa
4)L'endocitosi è il processo mediante il quale le sostanze
vengono trasportate dall’esterno all’interno della
cellula
5)La fagocitosi è un tipo specifico di endocitosi
6)Dove si trova la clatrina? sul recettore extracellulare
del colesterolo
7)Quali fra le seguenti rappresenta una conseguenza del
processo di endocitosi? riduzione della superficie della
membrana plasmatica
8)Quali fra le seguenti proteine è presente nella
giunzione aderente? Caderina
9)Due cellule vegetali possono interagire fra di loro
attraverso i plasmodesmi
10) Descrivi brevemente esocitosi ed endocitosi
L’esocitosi è il processo cellulare con il quale la cellula
riversa al suo esterno delle molecole accumulate
all’interno di una vescicola, tramite la fusione di
quest’ultima con la membrana plasmatica. Questo
processo inizia nel reticolo endoplasmatico, dal quale
gemmano le vescicole rivestite da COP II, il cui
contenuto transita per l’apparato del Golgi ed è poi
convogliato dal trans-Golgi verso la periferia cellulare
in vescicole di secrezione.
L’endocitosi è un processo riguardante la periferia
cellulare, attraverso il quale la cellula internalizza
molecole o corpi presenti nello spazio extracellulare
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tramite la modificazione della forma della sua
membrana plasmatica. L’endocitosi è un processo che
richiede consumo di energia da parte della cellula. Si
riconoscono tre tipi di endocitosi:
1. Pinocitosi dove la cellula ingerisce goccioline di
liquido le quali dopo essere state intrappolate e
circondate dalla membrana plasmatica diventano
vescicole e nel citoplasma si svuotano;
2. La fagocitosi dove la cellula riesce ad ingerire
anche i materiali grandi come batteri o cibo i quali
si fondono con la membrana plasmatica formando
un vacuolo che successivamente si stacca, entra
nella cellula e viene digerito dai lisosomi;
3. Endocitosi mediata da recettori che è regolata e
specifica. In questo tipo di endocitosi la cellula
riconosce il suo materiale da ingerire mediante
proteine di membrana in grado di legare,
esternamente, il materiale da introdurre.
11) Descrivi brevemente come il colesterolo viene
trasportato all'interno della cellula Il colesterolo entra
nelle cellule come LDL ovvero lipoproteine a bassa
densità. La LDL si attacca a recettori specifici che si
trovano nelle fossette rivestite dalla membrana
plasmatica. L’endocitosi porta alla formazione di una
vescicola contenente LDL la quale si fonde con un
lisosoma per formare un lisosoma secondario. Gli
enzimi idrolitici rilasciano dalle LDL il colesterolo che
viene poi utilizzato dalla cellula.
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12) Elenca e descrivi brevemente i tipi di giunzioni
cellulari Le giunzioni cellulari possono essere
classificate in tre gruppi: giunzioni comunicanti,
giunzioni serrate e giunzioni aderenti.
1. Le giunzioni comunicanti permettono il passaggio
di piccole sostanze citosoliche tra due cellule
vicine per mezzo di strutture proteiche che sono
in pratica dei canali idrofili; sono costituiti
principalmente da connessina (ogni canale ha 6
subunità di connessina), sono presenti nella
membrana plasmatica due cellule vicine e se sono
paralleli tra loro formano appunto il canale che
permette lo scambio di piccole molecole e ioni.
2. Le giunzioni serrate sono formate da filamenti di
proteine giunzionali transmembrana e fanno da
sigillo tra le cellule, in modo da non permettere il
passaggio di sostanze né il movimento di fluidi
nello spazio tra le membrane plasmatiche delle
due cellule vicine.
3. Le giunzioni aderenti sono quelle che permettono
a due cellule di rimanere vicine per formare
tessuti e organi. Le giunzioni più studiate sono i
desmosomi (una sorta di placche). Nel lato
citosolico della cellula a partire da queste placche
si estendono i tonofilamenti, delle fibre fatte di
filamenti intermedi che si connettono con il
citoscheletro della cellula.
Lezione 18
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1)Quale caratteristica relativa ad un ligando lo rende
adeguato ad essere riconosciuto da un recettore
intracellulare? Idrofilicità
2)Una depolarizzazione della membrana può essere
dovuta all'apertura dei canali per il sodio consentendo
l'entrara dei suoi ioni nella cellula
3)Un recettore tirosin chinasico è un esempio di
recettore accoppiato ad enzimi
4)Che cos'è l'antigene? una molecola che viene esposta
da cellule specifiche senza essere rilasciata
5)Il processo di conversione del segnale da extra ad
intracellulare è chiamato? trasduzione del segnale
6)Elenca e descrivi le 4 fasi del processo di
comunicazione cellulare Il processo di comunicazione
cellulare è formato da 4 fasi. La prima prevede l’invio
di un segnale da parte di una cellula, tale invio fa sì che
la cellula sia in grado di produrre e rilasciare le
molecole di segnalazione che devono essere recepite
dalle cellule bersaglio; questo avviene attraverso il
legame con i recettori che sono presenti sulla
membrana della cellula bersaglio, tutto ciò è chiamato
“ricezione”. La successiva fase è la trasduzione del
segnale dove il segnale extracellulare viene convertito
in intracellulare, questo meccanismo è mediato dalle
molecole di segnalazione; l’obiettivo di questo
processo detto anche “cascata molecolare” è di
convertire il segnale in una risposta di tipo cellulare.
L’ultima proteina è quindi fondamentale nel regolare
specifiche risposte. Le risposte cellulari sono molte
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come la regolazione dell’espressione genica, l’attività
enzimatica del metabolismo.
7)Descrivi brevemente che cosa accade nella cellula
quando l'acetilcolina si lega al recettore Quando
l’acetilcolina si lega al recettore avviene il fenomeno
della depolarizzazione poiché l’entrata degli ioni sodio
fa sì che l’ambiente interno sia meno negativo. Il
canale poi si richiude quando l’acetilcolina perde di
concentrazione. L’acetilcolina è un neurotrasmettitore
che regola un canale appunto per il sodio.
Generalmente ciò avviene durante la contrazione
muscolare.
8)Elenca e descrivi brevemente i recettori di membrana
Ci sono tre tipi di recettori di membrana: i recettori
accoppiati a canali ionici, i recettori accoppiati a
proteine G ed i recettori accoppiati ad enzimi. I
recettori accoppiati a canali sono formati da un
dominio che sarebbe un canale ionico e da un altro
dominio che funge da recettore. Il canale viene aperto
e chiuso nel momento in cui si lega la molecola
segnale.
I recettori accoppiati alle proteine G hanno una
struttura particolare infatti la parte sporgente del
recettore è costituita da una proteina transmembrana
formata da sette strutture ad Alfa elica. Una parte
della proteina sulla sponda extracellulare funge da
recettore mentre la parte intracellulare si spinge nel
citosol e possiede un dominio di interazione con la
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proteina G; quando il ligando si lega al recettore viene
rilasciato GTP.
I recettori accoppiati ad enzimi sono proteine
transmembrana che presentano come dominio
esterno un recettore per le molecole di segnalazione e
dominio interno di tipo enzimatico. Alcuni dei recettori
non sono veri e propri enzimi ma hanno subunità che
si possono legare a enzimi, un esempio è il recettore
tirosin chinasico.
Lezione 19
1)Quale molecola è associata ai recettori accoppiati alla
proteina G? GDP
2)Scegli l'affermazione corretta l'inositolo trifosfato
prodotto dalla scissione del PIP2 ad opera della
Fosfolipasi C stimola il rilascio di ioni calcio dal reticolo
endoplasmatico liscio
3)La fosfodiesterasi è un enzima che converte il cAMP in
AMP
4)Un recettore tirosin chinasico può attivare una
proteina che è in grado di fosfrilare la proteina che si
trova a valle di essa
5)La funzione dell' Adenilato ciclasi è convertire ATP in
cAMP
6)Quale fra queste molecole è un secondo messaggero?
cAMP
7)Descrivi brevemente una cascata di protein chinasi o
cascata di fosforilazione Le proteine Ras sono delle
proteine G che vengono attivate da recettori tirosin
chinasici con la stessa modalità in cui si converte GDP
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in GTP. Ras una volta che viene attivata conduce
tramite fosforilazione l’attivazione di una serie di
proteine chiamate MAP chinasi, abbiamo in ordine Raf,
Mek ed ERK. Quest’ultime possono attivare molte
proteine ma soprattutto dei fattori di trascrizione che
portano alla produzione di proteine coinvolte in
processi come crescita cellulare; la succesione di
eventi che parte da Ras e arriva ad ERK è chiamata
“cascata delle MAP chinasi”.
Lezione 20
1)L'apertura dei canali del calcio in una cellula neuronale
potrebbe causare la generazione di un potenziale di
azione
2)Il potenziale di azione si origina nel momento in cui
uno stimolo depolarizza la membrana permettendo
l'aeprtura dei canali del sodio
3)Elenza le strutture che fanno parte di una giunzione
neuromuscolare e descrivi brevemente il suo
funzionamento La giunzione neuromuscolare è una
sinapsi che mette in comunicazione un assone di un
motoneurone con la fibra muscolare. La giunzione
neuromuscolare rappresenta la struttura
fondamentale per la contrazione del muscolo
scheletrico.
4)Descrivi brevemente come si genera un potenziale
d'azione Potenziale elettrico raggiunto il quale avviene
una rapida inversione della polarità elettrica della
membrana delle cellule nervose; si verifica a seguito di
una stimolazione. In condizioni di riposo le cellule
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presentano, a livello della membrana plasmatica, una
separazione di cariche elettriche, costituita da
un’eccedenza di cariche positive sulla superficie
esterna. Questa differenza di carica è responsabile di
un potenziale di membrana a riposo. L’applicazione di
uno stimolo su una fibra nervosa modifica la
permeabilità della membrana agli ioni Na+ con
conseguente flusso di cariche positive costituite di ioni
Na+ verso l’interno della cellula, e successiva modifica
del potenziale di membrana. Quando tale modifica
raggiunge un valore soglia ( −55 mV), attraverso
l’apertura di speciali canali per il sodio si verifica un
massiccio spostamento di ioni Na+ verso l’interno, che
provoca un’inversione della polarità di membrana e la
formazione di un potenziale d’azione.
Lezione 21
1)L'energia libera è uguale all'entalpia menoo l'entropia
moltiplicata per la temperatura
Lezione 23
1)Quali fra le seguenti proteine non fa parte del
sarcomero? Catenina
Lezione 25
1)Quale è una funzione associata al DNA spazzatura?
regolare l'espressione dei geni
2)Quale di queste affermazioni è corretta? Ciascuna
cellula umana contiene 22 coppie di cromosomi che
sono comuni negli individui di sesso maschile e
femminile più due cromosomi sessuali
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3)Quale è il ruolo dell'istone H1? avvicina i nucleosomi
permettendo alla cromatina di organizzarsi nella fibra
di 30nm
4)La struttura di un nucleosoma presenta una regione di
DNA a doppia elica di circa 150 nucleotidi che si
avvolge intorno ad un ottamero di istoni
5)Una regione di DNA lunga circa 150 nucleotidi che si
avvolge intorno ad una struttura fromata da 4 istoni
ripetuti in doppio si chiama: nucleosoma
6)Da quali biomelocole è composta la cromatina? DNA
lipidi e proteine
7)Nell' organizzazione della cromatina le regioni
superavvolte ad ansa che si formano dalla fibra di 30
nm si chiamano? Istoni
Lezione 26
1)Quale delle seguenti affermazioni è corretta? La fase
M è formata dalla mitosi e dalla citocinesi ed insieme
all'interfase completa il ciclo cellulare
2)Quale fra le seguenti affermazioni riguardanti il ruolo
della coesina risulta essere completa? tiene uniti
esclusivamente i cromatidi fratelli
3)Quale delle seguenti affermazioni sull'anello contrattile
risulta falsa? si forma durante la citocinesi
4)Nella prometafase i microtubuli si avvicinano ai
centromeri e vengono catturati da un cinetocore di
uno dei due cromatidi fratelli
5)La fase S del ciclo cellulare fa parte dell'interfase
insieme a G1 e G2
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6)I cromatidi fratelli originano da un cromosoma che si è
duplicato durante la fase S del ciclo cellulare
7)Che cosa è un cromosomi omologho e cosa è il
cromosoma dicromatidico? Il cromosoma
dicromatidico è cosi chiamato nella profase perchè
formato da due cromatidi fratelli, ogni cromatidio
fratello contiene una regione chiamata centromero
attraverso la quale perde contatto con il cromatidio
fratello. Un cromosoma omologo è formato da una
coppia di cromosomi, ognuno proveniente da un
genitore ed aventi entrambi la stessa forma e
lunghezza, la stessa sequenza genica di base ed il
centromero nello stesso punto.
Lezione 27
1)Nel caso in cui una cellula non abbia a disposizione gli
enzimi per duplicare il proprio DNA che cosa può
succedere? la cellula procede nella fase S del ciclo e
poi in G2/M viene controllato che la duplicazione sia
avvenuta correttamente
2)Perché una chinasi specifica può essere attiva in un
determinato stadio del ciclo cellulare? perché
l'espressione della ciclina che la regola può aumentare
in quel determinato stadio
3)Elenca e descrivi brevemente i punti di controllo del
ciclo cellulare in una cellula di mammifero I punti di
controllo vengono attivati quando vengono riscontrate
delle anomalie che se non sistemate porterebbero a
danni nel ciclo cellulare; ne esistono tre di punti di
controllo. Il primo è il punto di controllo G1-S, qui alla
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fine della fase G1 viene controllato che la cellula abbia
a disposizione tutte le risorse che servono per
sintetizzare il DNA, nel caso in cui tutto non sia giusto il
ciclo si blocca in G1. Il secondo punto di controllo è
G2-M e garantisce che la cellula abbia replicato
correttamente tutto il suo DNA, se questo non è
avvenuto la cellula viene bloccata prima della mitosi.
L’ultimo punto di controllo si trova fra metafase e
anafase ed è detto punto di controllo del fuso, il suo
ruolo principale è di verificare che i cinetocori di tutti i
cromosomi siano ancorati correttamente alle fibre del
fuso sul piano equatoriale e se ciò non avviene la
cellula viene bloccata in metafase.
Lezione 28
1)Le tetradi sono strutture che si formano nella profase
della meiosi 1
2)Nelle 4 cellule originate dal processo di meiosi sono
contenuti un solo cromosoma
3)Quali delle seguenti affermazioni rappresenta una
differenza fra mitosi e meiosi? Nella prima divisione
meiotica i cromosomi omologhi dopo essersi duplicati
vengono separati in due cellule, mentre nella mitosi
sono i cromatidi fratelli a separarsi
4)Elenca e descrivi le due tipologie di riproduzione?
Esistono due tipi di riproduzione quella asessuata e
quella sessuata. Nella riproduzione asessuata la cellula
madre da origine a due cellule figlie attraverso il
processo di scissione e questo evento passa attraverso
la mitosi che permette alle nuove cellule di ereditare
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un patrimonio genetico identico a quello del genitore.
Questo tipo di riproduzione avviene nelle cellule
somatiche e negli organismi che non hanno bisogno di
variabilità genetica, un vantaggio della riproduzione
asessuata è la velocità poiché non si perde tempo per
creare una cellula partner.
La riproduzione sessuata è caratterizzata invece
dall’unione di due cellule sessuali chiamati gameti che
portano alla formazione di uno zigote diploide. I
gameti provengono da individui differenti sempre ma
può capitare in alcune specie eucariotiche che i gameti
vengono formati dallo stesso individuo. Il vantaggio
della riproduzione sessuata è il fatto di creare diversità
genetica.
Lezione 29
1)Quante cellule uovo si producono dalla meiosi che
avviene nella gametogenesi femminile umana? una
2)La struttura adibita alla citocinesi nei batteri si chiama?
Anello Z
3)Quali sono le principali differenze fra mitosi e meiosi?
Partendo dai risultati che si ottengono questi sono
infatti molto differenti. Nella mitosi vengono prodotte
due cellule figlie diploidi identiche fra loro ed alla
cellula madre, alla fine del processo non ci sarà
variabilità genetica, Contrariamente la meiosi riduce
l’assetto cromosomico portando alla formazione di 4
cellule aploidi ed è un processo fondamentale per
avere variabilità genetica. A livello di processi invece
nella profase della meiosi 1, i cromosomi omologhi si
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appaiano formando le tetradi, questo processo non
avviene nella mitosi. Nella prometafase della mitosi e
della meiosi 2 i cromatidi fratelli sono collegati ad i poli
opposti e questo comporta la separazione. Nella
meiosi 1 invece ogni paio di cromatidi fratelli sui due
cromosomi omologhi è attaccato ai poli opposti del
fuso, questo fa si che durante l’anafase 1 della meiosi
sono i cromosomi omologhi a separarsi.
Lezione 30
1)Se con D indico un allele dominante. Quale fra le
seguenti simbologie è la più corretta per rappresentare
un omozigote recessivo? Dd
2)La forma del baccello del Pisum sativum può essere
rigonfia o schiacciata. Quale termine all'interno della
precedente frase indica il "tratto"? rigonfia e/o
schiacciata
3)Descrivi omozigosi ed eterozigosi con un esempio Si
dice omozigote quando un individuo porta due alleli
identici per uno stesso gene (AA o aa), mentre
eterozigote quando un individuo porta due alleli
differenti per lo stesso gene (Aa). Il termine omozigote
si riferisce quindi ad un gene in cui l’informazione
riportata, che determina il fenotipo, dall’allele
materno, è identica a quella paterna. Diversamente,
negli eterozigoti, il contributo dell’allele materno e
paterno è diverso. In tal caso la determinazione
fenotipica è correlata ai concetti di dominanza e
recessività genetica.
Lezione 31
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1)Il daltonismo è una malattia associata al cromosoma X.
Che percentuale di figli maschi daltonici sono attesi da
unincrocio di una madre portatrice (eterozigote) ed un
padre daltonico? 50%
2)Un individuo è eterozigote per due geni (E e V)
contenuti su cromosomi diversi. Il suo genotipo è
quindi Ee Vv. Che tipo di assortimento potranno avere i
suoi gameti? EV, Ev, eV, ev
3)Quale è la frequenza di individui femminili sani se
incrociamo un individuo maschio emofiliaco con una
femmina sana? Giustifica brevemente la tua risposta
(Ricorda che l'emofilia è una mallatia legata
alcromosoma X). Con il padre emofiliaco e la madre
sana la malattia non viene trasmessa ai figli maschi ma
tutte le figlie femmine saranno portatrici del gene
dell’emofilia. Questo perché l’individuo femminile
sarà portatrice dato che erediterà un cromosoma X
normale dalla madre ed il cromosoma Xe, “difettoso”,
dal padre. Le figlie di un padre emofilico sono definite
“portatrici obbligate”; in altre parole non è possibile
che non siano portatrici.
Lezione 32
1)Se l'etereozigote non mostra un fenotipo intermedio
fra quello degli individui puri siamo probabilmente in
presenza di un evento di dominanza incompleta
2)Il processo per cui alleli associati ad un locus possono
regolare l'espressione degli alleli in un locus differente
viene chiamato: epistasi
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3)Quali sono i risultati attesi incrociando due piantine di
belle di notte, una con fiori rosa ed una con fiori
bianchi? Giustifica brevemente la tua risposta (Ricorda
che le belle di notte sono l'esempio di dominanza
incompleta con piantine a fiori rossi, rosa e bianchi). In
esperimenti condotti su piante di Bella di notte,
Correns incrociando piante con fiori rossi e piante con
fiori bianchi, ottenne piante F1 tutte con fiori rosa
ovvero con colore intermedio; si era verificata sì
l’uniformità (sia fenotipica sia genotipica) delle piante
della F1 ma non la dominanza di un allele sull’altro.
Lasciando poi autofecondare le piante della F1 Correns
ottenne una F2 così composta: 25% piante con fiori
rossi, 50% piante con fiore rosa, 25% con fiori bianchi.
Veniva verificata la I legge di Mendel con la ricomparsa
dei fenotipi parentali colore bianco e colore rosso .
Lezione 33
1)La sequenza di un filamento di DNA è 5'-CGGCACT-3'.
Quale sarà la sequenza del filamento complementare?
3'-GCCGTGA-5'
2)Il legame fosfodiesterico permette che il 5' fosfato di
un nucleotide possa legare l'ossidrile in 3' del
nucleotide successivo
3)L'RNA differisce dal DNA in quanto contiene il ribosio
Lezione 34
1)In quali dei seguenti processi interviene la DNA ligasi
replicazione e riparazione del DNA
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2)Il modello di replicazione semiconservativa prevede
che dopo la replicazione, le molecole di DNA ottenute
posseggano un solo filamento di nuova sintesi
3)Quali sono gli enzimi responsabili della rottura dei
legami a idrogeno che si instaurano fra le basi azotate
della doppia elica di DNA? le DNA elicasi
4)A che cosa è dovuto il fatto che la replicazione del DNA
avanzi in direzione 5'-3'? alla DNA polimerasi che
inerisce un nucleotide a partire dal terminale 3' OH di
un nucleotide pre esistente
5)Il filamento in ritardo viene sintetizzato in maniera
discontinua
Lezione 35
1)Quali delle seguenti successioni di eventi risulta più
appropriata per definire schematicamente il concetto
di espressione genica? DNA-mRNA-polipeptide
2)Che cosa si intende per anticodone? una tripletta di
nucleotidi che si trova su un tRNA, la cui sequenza è
complementare al codone che si trova su un RNA
messaggero
3)Elenca gli enzimi che partecipano al processo di
replicazione del DNA e descrivine brevemente le
funzioni Gli enzimi presenti nel processo di
replicazione sono molteplici; troviamo la DNA elicasi,
la quale funzione è quella di rompere i legami a
idrogeno presenti fra le coppie di basi. Un altro enzima
che troviamo è la topoisomerasi , la quale impedisce la
formazione di regioni dove i filamenti di DNA sono a
stretto contatto, sostanzialmente fanno dei tagli al
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DNA e risaldano i filamenti liberando le molecole dalla
torsione dovuta ai superavvolgimenti. Il terzo enzima
che si incontra poi è la DNA polimerasi il quale è in
grado di aggiungere un nuovo nucleotide al terminale
3’ di un filamento di DNA che è in fase di sintesi o
allungamento. Proseguendo troviamo la DNA primasi,
capace di inserire un filamento di nucleotidi di RNA
complementare al filamento stampo di DNA. Infine
abbiamo la DNA ligasi la quale ha la capacità di
instaurare un legame fosfodiesterico fra l’estremità 3’
di un nucleotide ed il gruppo fosfato al 5’ del
nucleotide successivo.
Lezione 36
1)Il prodotto finale di un gene potrebbe essere sia una
proteina che un RNA
2)Dove è localizzato un promotore? nella regione
trascritta del DNA
3)Un filamento di DNA stampo è 3'-ATTGCTC-5'. Quale
sarà la sequenza dell'RNA trascritto? 5'-UAACGAG-3'
4)Quale è la funzione della RNA polimerasi? inserire un
nucleotide a partire dal terminale 3'OH di un
nucleotide preesistente
5)Quale caratteristica accomuna la DNA e la RNA
polimerasi? DNA e l'RNA polimerasi sono due enzimi
che agiscono direttamente sul DNA. La DNA polimerasi
è l'enzima che viene utilizzato nella replicazione del
DNA mentre l'RNA polimerasi è quell'enzima che viene
utilizzato nella trascrizione. Entrambi sono in grado di
formare legami fosfodiestere tra i nucleotidi; inoltre la
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direzione della polimerizzazione avviene sempre in 5' a
3'.
6)Elenca e descrivi brevemente le modificazioni che
conducono alla maturazione dell'RNA messaggero
negli eucarioti L’azione prevede 3 modificazioni:
l’aggiunta del cappuccio all’estremità 5’, la
poliadenilazione all’estremità 3’ e lo splicing o
rimozione degli introni. Allora per quanto riguarda
l’aggiunta del cappuccio, alcuni enzimi specifici
aggiungono la 7-metilguanosina all’estremita 5’ del
mRNA formando appunto il cappello. La seconda
modificazione avviene all’estremità 3’ e consiste
nell’aggiunta di una sequenza lunga di nucleotidi
chiamata coda di poli-A, serve per proteggere dalla
degradazione e come segnale per esportare l’RNA
verso il citoplasma. La caratteristica più evidente è
quella di possedere regioni non codificanti che devono
essere rimosse, questo vuol dire che ci sono sequenze
detti introni che non codificano aminoacidi. Il processo
di rimozione è detto “splicing”.
Lezione 37
1)Quali fra le seguenti affermazioni risulta essere
corretta? Un aminoacido può essere specificato anche
da più di un codone
2)Quale è la funzione della valin-tRNA sintetasi?
catalizzare l'attacco della valina al tRNA che presenta il
codone in grado essere riconosciuto dall'anticodone
per la valina sul RNA messaggero
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3)Quale delle seguenti caratteristiche sono riconducibili
alla struttura del ribosoma? tutte le risposte sono
corrette
4)Quale è la disposizione strutturale che si nota a livello
del ribosoma durante le fasi iniziali dell' allungamento?
il complesso di pre-inizio comincia a scansionare la
regione del mRNA procedendo in direzione 3’ per
identificare il codone di inizio AUG
5)Elenca e descrivi brevemente le caratteristiche di un
ribosoma Le proteine ribosomiali sono coinvolte
nell’organizzazione strutturale del ribosoma mentre gli
rRNA hanno funzione catalitica. La struttura
tridimensionale del ribosoma è funzionale al processo
di traduzione. Il ribosoma è formato da due subunità
quella maggiore e quella minore; inoltre contengono 4
siti di legame, uno per l’mRNA e tre in grado di
accogliere i tRNA chiamati sito E, P e A. Il sito E è detto
sito di uscita e rappresenta il punto in cui i tRNA
escono dal ribosoma dopo aver portato l’aminoacido.
Il sito P è quello peptidico, dove si allunga il
polipeptide nascente. Infine quello A è il sito
amminoacilico dove si lega l’aminoacil tRna che porta
l’aminoacido.
Lezione 38
1)Che cosa sono gli elementi in biologia molecolare?
sequenze di DNA fondamentamentali per la
regolazione dell'espressione genica
2)L'eucromatina è trascrizionalmente attiva rispetto
all'eterocromatina
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3)un fattore di trascrizione generico può legarsi al
promotore
4)La modificazione di un mRNA controlla l'espressione
genica a livello? post trascrizionale
5)Elenca e descrivi brevemente gli elelmenti che
regolano la trascrizione di un gene Gli elementi che
regolano la trascrizione sono 3 e sono: il promotore,
una sequenza che viene riconosciuta dalla RNA
polimerasi e determina il sito di inizio della trascrizione
contiene la TATA box localizzata 25-30 nucleotidi prima
dell’inizio della trascrizione; l’enhancer, i quali
aumentano la velocità di sintesi del mRNA stimolando
l’attività del complesso di inizio della trascrizione; i
silencer, sono elementi che attenuano la trascrizione
del gene da essi regolato.
Lezione 39
1)Che cosa è un premiRNA? un RNA precursore di un
micro RNA
2)Quali fra questi sono RNA che si trovano nel
citoplasma? premRNA
3)Quale è il meccanismo di azione di un microRNA? Il
microRNA iniziale è un trascritto più lungo di quello
finale e viene processato fino ad arrivare ad una
lunghezza di 70-90 nucleotidi chiamato premiRNA;
questo viene esportato dal nucleo nel citoplasma dove
viene processato un’altra volta dall’enzima Dicer che lo
rende maturo e wuindi lungo 20-25 nucleotidi ed a
singolo filamento. Ora il singolo filamento può legarsi
ad una sequenza complementare di un RNA
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messaggero bersaglio degradandolo o bloccandone la
traduzione. La proteina che deve essere sintetizzata da
quel RNA messaggero bersaglio non potrà essere
sintetizzata ed è per questo che i micro RNA sono
regolatori dell’espressione genica.
Lezione 40
1)Attraverso lo splicing alternativo si possono generare
proteine differenti a partire dallo stesso gene
2)Descrivi brevemente il processo di splicing alternativo
Lezione 41
1)Quando un codone di stop viene inserito al posto di un
codone che codifica per un aminoacido siamo in
presenza di: una mutazione non senso
2)Un'inserzione di un nucleotide può far slittare la
cornice di lettura o può creare un codone di stop
3)Una delezione di un nucleotide all'interno di una
sequenza codificante fa slittare la cornice di lettura in
maniera che a valle della mutazione la sequenza degli
aminoacidi risulti completamente differente rispetto
alla condizione normale
4)Non sempre una mutazione missenso può portare ad
un prodotto proteico non funzionante. Perché? Perché
l' aminoacido introdotto dal nuovo codone recante la
mutazione, potrebbe presentare le stesse
caratteristiche chimiche di quello specificato in
condizioni normali
5)Una mutazione missenso può portare ad un prodotto
proteico non funzionante. Perché? Perché l'
aminoacido introdotto dal nuovo codone recante la
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mutazione, potrebbe presentare caratteristiche
chimiche differenti da quello specificato in condizioni
normali
6)Perché una mutazione silente può non avere
conseguenze rilevanti? perché comporta una
modificazione della sequenza polipeptidica senza
alterare quella aminoacidica
7)Una mutazione di tipo puntiforme tutte le risposte
sono corrette
8)Quali delle seguenti definizioni può essere associata al
concetto di mutazione genica? è una sostituzione di un
nucleotide
9)Quali delle seguenti affermazioni risulta essere
corretta? grazie alla variabilità genetica creata dalle
mutazioni, le specie sviluppano caratteristiche che ne
permettono l’adattamento durante il processo
evolutivo.
10) Elenca e descrivi i tipi di mutazioni geniche Le
mutazioni possono essere in primis negative o
positive. Le negative sono più frequenti e svantaggiose
perché compromettono la funzionalità del prodotto
genico; quelle positive sono rare e vantaggiose poiché
possono permettere l’adattamento. Detto ciò le
mutazioni avvengono perché sono inseriti o rimossi
nucleotidi alla o dalla sequenza genica creando
inserzioni o delezioni oppure perché si cambia la
sequenza dei nucleotidi del DNA, entrambi i casi fanno
parte delle mutazioni puntiformi. Le mutazioni
puntiformi si dividono in 4 tipi: silenti, missenso, non
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senso e di slittamento della cornice di lettura. Le
mutazioni silenti cambiano la sequenza nucleotidica
ma non cambiano la seuquenza degli aminoacidi nel
polipeptide, proprio per questo sono dette silenti
poiché sono una conseguenza di una proprietà del
codice genetico. La mutazione missenso è una
sostituzione di un nucleotide che causa il
cambiamento di un aminoacido nella sequenza
polipeptidica; il cambiamento di un aminoacido può
non alterare la funzione della proteina ed anche in
questo caso la mutazione è detta neutrale. Le
mutazioni non senso comportano il cambiamento di
un codone normale con un codone di stop, queste
mutazioni sono più dannose poiché alterano la
sequenza polipeptidica così come la struttura della
proteina risultante e la funzione associata. La
mutazione di slittamento della cornice di lettura può
essere determinata dall’aggiunta o delezione di uno o
più nucleotidi. Questo comporta che una qualsiasi
eliminazione o introduzione faccia slittare la crnice in
maniera che a valle della mutazione la sequenza degli
aminoacidi risulti differente rispetto alla condizione
normale e questa alterazione ha alte possibilità di
interferire in maniera negativa con le funzionalità della
proteina generata.
11) Descrivi la differenza fra mutazione genica e
alterazione cromosmica Una mutazione genica sono
modificazioni che avvengono a livello del DNA e che
possono alterare l’espressione o la funzionalità del
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gene in cui avvengono; l’alterazione cromosomica
invece è una modificazione del numero o della
struttura dei cromosomi che si manifestano con una
patologia congenita.
12) Perché una mutazione può essere silente?
Lezione 42
1)L'acido nitroso è un mutageno chimico che può
portare a deaminazione delle basi azotate
2)Quale fra i seguenti enzimi è coinvolto nei sistemi di
riparao del DNA? DNA ligasi
3)Descrivi brevemente come viene riparato un dimero di
timina La proteina A viene scalzata e subentra la
proteina C che ha struttura allungata e che prende
contatto con due estremità ai lati del dimero. Proprio
in questi punti di contatto, la proteina C produrrà dei
tagli sul filamento di DNA contenente il dimero che a
sua volta verrà rimosso dalla elicasi D. Dopo che è
avvenuto il rilascio di D, la doppia elica presenta una
zona a singolo filamento che deve essere sintetizzata.
Questo avviene ad opera della DNA polimerasi.
Successivamente la DNA ligasi unisce le estremità della
regione neosintetizzata al filamento originario
attraverso la produzione di legami covalenti fra
nucleotidi.
Lezione 43
1)I geni che nella loro versione mutata favoriscono un
incremento di attività tumorigenica vengono detti
oncogeni
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2)Quali sono le funzioni del gene oncosoppressore p53?
Bloccare il ciclo cellulare ed indurre la morte
programmata della cellula
3)Quale fra le seguenti affermazioni non si rifersice ad un
oncosoppressore? codifica per delle proteine che sono
coinvolte nelle vie di segnalazione della crescita
cellulare.
Lezione 44
1)Nel caso in cui una cellula umana possedesse un
corredo cromosomico completo di 92 cromosomi tutti
presenti in 4 copie ci troveremmo di fronte ad una
condizione di tetrasomia
2)Una monosomia è una condizione di aneuploidia in cui
un singolo cromosoma dell'intero corredo è presente
in copia singola
3)Con il termine duplicazione cromosomica intendiamo
un meccanismo molecolare che conduce alla
replicazione del DNA
4)Elenca e descrivi i tipi di riarrangiamenti cromosomici I
riarrangiamenti cromosomici sono rotture e riunioni di
porzioni di cromosomi. Esistono 4 tipi di
riarrangiamenti: duplicazioni, inversioni, delezioni e
traslocazioni. Nella duplicazione una regione del
cromosoma evidenziata dalla lettera A viene ripetuta
una o più volte; l’inversione invece è quando un
segmento cromosomico presenta un orientamento
invertito rispetto alla condizione normale. Si ha invece
una perdita di materiale genetico quando si verifica
una delezione e cioè una rottura di una regione del
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cromosoma; spesso la rottura coincide con una
traslocazione dove il frammento cromosomico che si è
staccato dal cromosoma si attacca su di un altro non
omologo in un punto in cui si è persa una porzione che
è andata a ricongiungersi con il cromosoma
precedente dando origine ad uno scambio di regioni
cromosomiche.
Lezione 45
1)In una malattia autosomica recessiva l'omozigote per il
carattere recessivo risulta malato
2)L'anemia falciforme è dovuta ad una sostituzione di un
nucleotide nel gene della globina che causa una
mutazione missenso
Lezione 46
1)La membrana plasmatica di una cellula infettata da un
virus virulento può dar origine ad entrambi, capside ed
involucro
2)Quale fra le seguenti affermazioni non risulta essere
corretta? il virus è composto da una cellula contenente
un acido nucleico rivestito da un capside
3)L'enzima in grado di generare un filamento di DNA
usando un RNA come stampo viene chiamato?
Trascrittasi inversa
4)Descrivi il ciclo litico di un virus I cicli di riproduzione
virale possono essere di due tipi: il ciclo litico e il ciclo
lisogeno. Per il ciclo litico si intende un ciclo vitale in
cui il virus uccide la cellula ospite forzandola a
sintetizzare le particelle virali. I virus che attuano
questo processo vengono detti virulenti. La prima fase
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di questo ciclo viene chiamata fase di aggancio o
adesione in cui il virus aderisce sulla cellula ospite.
Nella fase successiva detta di penetrazione, il virus
entra nel citoplasma della cellula. A questo punto il
genoma virale che contiene tutti i geni necessari per
sintetizzare nuovi virus è all’interno dell’ospite e
sfrutta il macchinario di quest’ultimo per espletare le
sue funzioni. Da un lato viene trascritto e poi tradotto
per far si che si sintetizzino le proteine per assemblare
i nuovi virus, dall’altro viene replicato per produrre
nuove molecole di DNA da impacchettare all’interno
delle nuove particelle virali. Dopo questa fase
chiamata “replicazione e sintesi”, i nuovi virus vengono
assemblati e poi liberati all’esterno della cellula nella
fase di rilascio. Nel frattempo, gli enzimi litici
sintetizzati dal virus distruggono la membrana
plasmatica dell’ospite uccidendolo. I nuovi virus
possono ripetere questo ciclo infettando altre cellule.
5)Descrivi il ciclo lisogenico di un virus I cicli di
riproduzione virale possono esser di due tipi: il ciclo
litico e il ciclo lisogeno. Il ciclo lisogenico presenta due
caratteristiche distintive. La prima è che conduce
all’integrazione dell’acido nucleico del virus all’interno
del genome dell’ospite; la seconda è che la cellula
ospite non viene lisata ma rimane viva. Le prima fasi
del ciclo sono esattamente sovrapponibili a quelle del
ciclo litico (fase di aggancio o adesione e fase di
penetrazione) ma dopo la fase di penetrazione nel
ciclo lisogenico avremo la fase di integrazione del DNA
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del virus nel genoma del batterio e la fase di
replicazione da parte del DNA batterico che
contenendo ormai anche quello virale ne consentirà la
duplicazione. Nel momento in cui il batterio si divide,
ogni copia del suo DNA viene trasmesso alle due
cellule figlie, ognuna delle quali conterrà anche il
genoma virale. Attraverso il ciclo lisogenico, il virus è
quindi in grado di propagare il suo DNA e per fare
questo non causa la morte della cellula ospite anzi la
sfrutta come veicolo di propagazione. Virus di questo
genere vengono detti virus temperati.
Lezione 47
1) Che cosa si intende per pool genico? il numer totale di
tutti gli alleli per tutti i loci all'interno di una
popolazione
Lezione 48
1)Quale caratteristica potrebbe presentare una
popolazione che è andata incontro a riduzione del
numero di individui dovuta all'effetto "collo di
bottiglia"? potrebbe essere costituita da un “bacino
genico” che non riflette più quello della popolazione
prima della riduzione
Lezione 49
1)Quale delle seguenti affermazioni sulla termodinamica
è vera? L'energia libera può essere usata per compiere
trasformazioni chimiche
2)Come si definisce l'entropia? è il rapporto tra il
contenuto termico di un sistema e la temperatura
assoluta
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3)Una reazione è all'equilibrio quando ΔG = 0
4)Quale tra le seguenti formule permette di calcolare la
variazione di energia libera di un sistema a
temperatura e pressione costante? ΔG = ΔH – T × ΔS
5)Qual è la funzione di stato che permette di calcolare lo
stato di disordine in un sistema? Entropia
6)Come possono essere classificati i sistemi
termodinamici? Tutte le trasformazioni energetiche
che avvengono in natura seguono le leggi della
termodinamica. Le leggi della termodinamica
descrivono i flussi e gli interscambi di energia e
materia in tutti i diversi sistemi. I sistemi
termodinamici possono essere distinti in tre tipi diversi
di sistemi: sistemi isolati, sistemi chiusi e sistemi
aperti. I sistemi isolati non scambiano materia né
energia con l’esterno, i sistemi chiusi invece scambiano
energia ma non materia con l’esterno mentre i sistemi
aperti scambiano energia e materia con l’esterno.
Lezione 50
1)Descrivi brevemente il metodo delle semireazioni Nel
metodo delle semireazioni, l’equazione redox viene
separata in due semireazioni, una per l’ossidazione e
una per la riduzione. Ognuna di queste semireazioni
viene bilanciata separatamente e poi combinata per
dare l’equilibrata equazione redox.
Lezione 51
1)Per convenzione i composti ad alta energia sono
definibili come composti che hanno un Δ G standard di
idrolisi più negativa di – 25 kJ/mole
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2)I composti ad alta energia, risultato tali in quanto: Le
opzioni sono tutte vere
3)Quale di queste affermazioni è esatta? Le opzioni sono
tutte vere
4)Descrivi le caratteristiche di un composto ad alta
energia Sono composti la cui reazione con un altro
composto presente nell’ambiente è accompagnata da
una grande variazione di energia libera a temperatura
e pH fisiologici; i composti ad alta energia sono
definibili come composti che hanno un Delta G
standard di idrolisi più negativo di -25kJ/mole. Le
principali molecole ad alta energia sono ATP,
fosfoenolpiruvato, fosfocreatina, ecc. I composti ad
alta energia sono tali in quanto:
1. La tensione di legame dei regaenti dovuta a effetti
repulsivi, diminuisce a seguito della separazione
delle cariche come nel caso dell’ATP;
2. I prodotti sono stabilizzati mediante ionizzazione
come per l’ATP, acidi fosforici e tioesteri;
3. I prodotti sono stabilizzati per isomerizzazione o
tautomerizzazione;
4. I prodotti sono stabilizzati per risonanza come nel
caso della creatina.
Lezione 52
1)Come è chiamato un catalizzatore biologico che
influenza la velocità di una reazione chimica senza
essere consumato dalla reazione stessa? Enzima
2)Come è chiamata la parte proteica di un complesso
enzimatico? Apoenzima
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3)In una reazione chimica La velocità dipende dal livello
dell'energia di attivazione
4)Elenca e descrivi la funzione di almeno 4 classi note di
enzimi Gli enzimi sono catalizzatori biologici, cioè
molecole di natura proteica in grado di accelerare le
reazioni anche di milioni di volte ma senza essere
modificati alla fine della reazione e senza alterare
l’equilibrio della reazione stessa. Gli enzimi agiscono
riducendo la barriera energetica che impedisce il
procedere di una reazione. A causa dell’elevato
numero di enzimi scoperti esistere in natura, si è reso
necessaria l’introduzione di un sistema di
nomenclatura e classificazione degli enzimi. Tale
classificazione sistematica riconosce sei classi di enzimi
cioè l’ossidoreduttasi coinvolta nelle reazioni di
ossidoriduzione, la trasferasi che catalizza il
trasferimento di gruppi funzionali, l’idrolasi che
promuove il trasferimento di gruppi funzionali
all’acqua, la liasi che catalizza l’addizione di gruppi a
legami doppi, l’isomerasi nel trasferimento di gruppi
per formare isomeri e la ligasi che catalizza la
formazione di legami mediante reazioni di
condensazione accoppiate alla scissione di ATP.
Lezione 53
1)Lo ione ferro nel gruppo eme di una subunità di
emoglobina oltre che con i 4 azoti dell'anello della
protoporfirina è legato anche con: una molecola di O2
e un residuo di istidina
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2)CO si può coordinare al ferro dell’eme con un’affinità
superiore rispetto a quella di O2 di circa 250 volte
3)Descrivi brevemente la struttura dell'Emoglobina Nel
nostro organismo ci sono due proteine deputate a
legare l’ossigeno: l’emoglobina che trasporta l’ossigeno
e rimuove CO2 dai tessuti e la mioglobina che invece
ha la funzione di immagazzinare l’ossigeno.
L’emoglobina prende il colore rosso dal sangue, è una
proteina che si trova all’interno dei globuli rossi.
L’emoglobina è una proteina tetramerica, ovvero
costituita da 4 subunità globulari unite insieme a
formare la struttura quaternaria che costituisce
l’emoglobina matura. Le 4 subunità sono
generalmente due subunità alpha e due subunità beta.
Ogni subunità possiede all’interno della tasca
idrofobica un atomo di ferro ferroso, responsabile del
legame con le molecole di ossigeno. Essendo una
proteina allosterica favorisce il legame dell’ossigeno ad
altre subunità.
Lezione 54
1)I carboidrati (o glicidi o saccaridi) sono costituiti
generalmente da: carbonio, idrogeno e ossigeno
2)Durante la prima fase del processo della glicolisi: a
partire dal glucosio si ottiene una molecola di
glicerladeide 3-fosfato
3)Quante molecole di ATP sono necessarie per attivare
il glucosio nella fase preparatoria della glicolisi? 2
4)Il prodotto finale della glicolisi e': acido piruvico
5)Il glicogeno è un: polisaccaride
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6)Descrivi brevemente la fase preparatoria della
glicolisi La glicolisi rappresenta un punto centrale nel
metabolismo perché non solo viene utilizzata per
produrre energia ma anche per fornire intermedi ed
altre vie metaboliche. La fase preparatoria è
costituita da 5 tappe:
1. Il glucosio viene attivato mediante fosforilazione
a livello del C-6 producendo glucosio 6-fosfato.
Questa reazione avviene grazie all’esochinasi, la
quale ha bisogno di ioni Mg2+ per esprimere la
sua attività catalitica;
2. La conversione del glucosio 6-fosfato in fruttosio
6-fosfato è catalizzato dall’enzima glucosio
fosfato isomerasi. Questa reazione può
procedere velocemente e non è soggetta a
regolazioni non essendo nemmeno una tappa
limitante;
3. PFK1 catalizza la reazione irreversibile di
fosforilazione, viene spesa la seconda molecola
di ATP. Questa tappa rappresenta il punto
cardine della regolazione della glicolisi;
4. L’enzima aldolasi è un enzima i grado di
catalizzare condensazioni aldoliche reversibili. In
questa tappa il fruttosio-1,6 bifosfato si scinde
in due triosi;
5. Infine avviene l’interconversione dei trioso
fosfati. Solo la gliceraldeide-3-fosfato può
proseguire nella via glicolitica.
Lezione 55
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1)Quale enzima catalizza l'ultima tappa della glicolisi?
piruvato chinasi
2)La produzione netta nella glicolisi aerobica per mole di
glucosio ossidato è: 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH
3)L'attività della Fosfofruttochinasi I (PFK1) è influenzata
dalla: carica energetica della cellula
4)Quanti atomi di carbonio ha la molecola prodotta alla
fine della glicolisi? 3 atomi
5)La via del pentosio fosfato produce: NADPH e ribosio5-fostato
6)La funzione principale della via del pentoso fosfato è
quella di: formare composti necessari all’organismo
(come ribosio e NADPH)
7)Elenca e descrivi brevemente le funzioni della via dei
pentoso fosfati La via del pentoso fosfato produce
NADPH e ribosio-5-fosfato; il NADPH è un
trasportatore di energia chimica ed è il più frequente
cofattore delle riduzioni anaboliche. Alcuni tessuti nei
mammiferi usano NADPH per ridurre i doppi legami e
gruppi carbonilici. Una seconda funzione è quella di
generare pentosi essenziali, in particolare il D-ribosio,
usati nella biosintesi degli acidi nucleici. Un’altra
funzione è quella di consentire l’utilizzo degli zuccheri
pentosi assunti con la dieta.
Lezione 56
1)Cosa significa effetto paracrino: l’ormone agisce su
cellule vicine a quella che lo ha rilasciato
2)Con quale sistema/apparato comunica principalmente
l'apparato endocrino? il sistema nervoso centrale
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Lezione 57
1)Il complesso della piruvato deidrogenasi catalizza: La
decarbossilazione ossidativa del piruvato
2)Il complesso della Piruvato deidrogenasi è costituito
da: piruvato decarbossilasi, diidrolipoil transacetilasi e
la diidrolipoil deidrogenasi
3)In condizioni aerobie, il piruvato è: importato
all'interno dei mitocondri
4)La fermentazione lattica porta a: conversione del
piruvato ad acido lattico
5)Descrivi brevemente il meccanismo di azione della
Piruvato deidrogenasi Il meccanismo di azione della
piruvato deidrogenasi è diviso in 5 tappe:
1. Il piruvato è decarbossilato formando un derivato
idrossielitico legato al carbonio reattivo della
tiamina pirofosfato, il coenzima della piruvato
deidrogenasi;
2. L’intermedio idrossielitico è ossidato mediante il
trasferimento alla forma disulfidirica dell’acido
lipoico, legato covalentemente alla diidrolipoil
transacetilasi;
3. Gruppo acetilico, unito con un legame tiostere alla
catena laterale di acido lipoico, è trasferito al CoA;
4. La forma disulfidirica dell’acido lipoico è ossidata
dalla diidrolipoil deidrogenasi FAD dipendente,
con la conseguente rigenerazione dell’acido
lipoico ossidato;
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5. Il FADH2 della flavoproteina ridotta è riossidata a
FAD in concomitanza con la riduzione del NAD+ a
NADH.
6) Decrivi brevemente la fermentazione lattica La
fermentazione è un processo metabolico anerobico in
cui il glucosio viene degradato in altri composti
organici, producendo energia. È una forma di
metabolismo energetico alternativo alla respirazione
cellulare. Nella fermentazione lattica il piruvato
subisce la riduzione in acido lattico catalizzato dal LDH.
Quando il muscolo è sottoposto ad esercizio intenso,
l’ossigeno disponibile è limitato e il NADH+ non può
essere riossidato, quindi il NADH viene riossidato
cedendo i suoi atomi di idrogeno al piruvato
generando di nuovo NAD+ e lattato.
Lezione 58
1)Quale tra le seguenti affermazioni riguardo la
glicogenosintesi è vera: tutte le opzioni sono vere
2)Quale di queste affermazioni riguardo il glicogeno
epatico è falsa? il glicogeno epatico costituisce una
riserva energetica di circa 400 gr
3)Il glicogeno è un polimero di: D-glucosio
4)La glicogeno fosforilasi è: Attiva nella glicogenolisi
5)Quali sono le differenze tra glicogeno epatico e
glicogeno muscolare? Il glicogeno epatico serve
principalmente a mantenere costante il livello ematico
di glucosio mentre il glicogeno dei muscoli è una
riserva energetica. Il glicogeno epatico è formato da
catene molto lunghe, in un organismo in buono stato è
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presente fino a 100 g; il glicogeno muscolare ha catene
più corte pur costituendo una riserva di 400 g. Il
glicogeno epatico aumenta dopo un pasto glicidico è
ingrado di assicurare il rifornimento energetico
all’organismo per 10-20 ore di digiuno, quando la
concentrazione ematica di glucosio diminuisce le
riserve di glicogeno epatico sono demolite per
ripristinare i valori normali di glicemia. La quantità del
glicogeno muscolare invece non viene modificata nelle
prime ore di digiuno, la quantità viene degradata
invece durante l’esercizio fisico soprattutto se di
elevata intensità.
Lezione 59
1)La formazione di fruttosio 6-fosfato da fruttosio 1,6bisfosfato è catalizzata dalla? fruttosio 1,6-bisfosfatasi
2)Nell'uomo quale organo consuma più glucosio?
Cervello
3)La regolazione ormonale della glicolisi e della
gluconeogenesi nel fegato è mediata da: fruttosio 2,6
bisfosfato
4)Quali sono i principali precursori non glucidici nella
gluconeogenesi? Lattato, glicerolo, aminoacidi
glucogenici
5)Per ogni molecola di glucosio che si forma da due
molecole di piruvato con la gluconeogenesi, vengono
utilizzati 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH
6)Descrivi le differenze tra Glicolisi e Gluconeogenesi Le
differenze sostanziali son 7:
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1. La gluconeogenesi è una via anabolica mentre la
glicolisi è una via catabolica.
2. La glicolisi è una via esergonica, che produce
quindi due ATP per glucosio. La gluconeogenesi
richiede l'idrolisi accoppiata di sei legami
fosfoanidridici (quattro da ATP e due da GTP)
per formare il glucosio.
3. Le tre reazioni irreversibili della via glicolica
vengono aggirate nella via della gluconeogenesi
da quattro reazioni.
4. La gluconeogenesi si verifica principalmente nel
fegato mentre la glicolisi si verifica nei muscoli e
in altri vari tessuti.
5. La glicolisi è un processo di catabolizzazione del
glucosio e altri carboidrati mentre la
gluconeogenesi è un processo di sintesi di
zuccheri e polisaccaridi.
6. Le prime sette reazioni nella via della
gluconeogenesi avvengono per semplice
inversione delle corrispondenti reazioni nella
via della glicolisi.
7. La glicolisi utilizza due molecole di ATP ma ne
genera quattro. Pertanto, le rese nette di ATP
per glucosio sono due. D'altra parte, la
gliconeogenesi consuma sei molecole di ATP e
sintetizza una molecola di glucosio.
Lezione 60
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1)Quale è la resa energetica del ciclo di Krebs? 3
NADH, 1 FADH2 e 1 ATP
2)L'enzima che converte il citrato in isocitrato si
chiama: aconitasi
3)La prima reazione del ciclo di Krebs è: la
condensazione dell’acetil-CoA con l’ossalacetato
per formare citrato
4)Qual è il numero massimo di ATP che può essere
prodotto dall’ossidazione completa di un gruppo
acetile nel ciclo di Krebs? 12
5)Quali sono le fonti di Acetil-CoA? L’Acetil-CoA
deriva direttamente dai processi di betaossidazione degli acidi grassi, della
degradazione dei corpi chetonici e dalla
ossidazione degli amminoacidi leucina e
isoleucina. La produzione di Acetil-CoA dal
glucosio e dagli altri carboidrati richiede prima
la trasformazione in piruvato. Si può dire che il
punto di convergenza del catabolismo ossidativo
dei substrati energetici è rappresentato proprio
dall’acetil-CoA e la sua ossidazione a CO2
rappresenta la fase finale di tutte le principali
vie cataboliche.
Lezione 61
1)Il coenzima Q: è un componente della catena
respiratoria
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2)Quale dei seguenti componenti non operano nella
catena mitocondriale di trasporto degli elettroni:
carnitina
3)Quante subunità possiede l'ATP sintetasi? 2 (F0 e
F1)
4)La fosforilazione ossidativa produce ATP:
sfruttando il gradiente di elettroni generato dalla
catena di trasporto gli elettroni
5)La formazione di ATP avviene: sulla membrana
interna dei mitocondri
Lezione 62
1)L'accoppiamento del trasferimento elettronico con
la sintesi di ATP: richiede la presenza di ADP + Pi e
di un substrato ossidabile
2)L'oligomicina blocca il rientro dei protoni e la
sintesi di ADP legandosi a: la subunità F0 della
ATPasi
3)Descrivi struttura e funzione dell'ATPasi L’ATPasi è
una proteina sferica che protrude dalla matrice.
La sua struttura ricorda un po’ una turbina nella
quale il movimento di rientro dei protoni
attraverso il canale F0 genera uno stato
energizzato della subunità F1. Il moto impresso
dal rientro degli H+ forza la porzione dell’ATPasi di
matrice e la spinge al fare avvenire la reazione
endoergonica di sintesi di ATP da ADP e Pi. L’ATP
sintetasi rende l’ATP stabile portandolo
all’equilibrio con i suoi prodotti di idrolisi ADP + Pi
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però l’ATP non lascia la superficie dell’enzima in
assenza di un gradiente protonico. Nella reazione
catalizzata dell’ATPasi la maggior barriera
energetica è il rilascio di ATP dall’enzima, il
legame saldo dell’ATP all’enzima fornisce una
quantità di energia di legame che abbassa
l’energia libera dell’ATP legato all’enzima a valori
simili a quelli dell’ADP + Pi, la reazione è quindi
reversibile.
Lezione 64
1)Descrivi struttura e funzione degli acidi grassi Gli
acidi grassi, una componente non polare dei lipidi,
sono fondamentali molecole energetiche, sono
derivati degli idrocarburi e hanno il loro stesso
basso stato di ossidazione, cioè sono quasi
completamente allo stato ridotto. L’ossidazione
completa degli acidi grassi nella cellula a CO2 e
H2O è un processo esoergonico. Gli acidi grassi
presentano una catena idrocarburica composta da
4 a 36 atomi di carbonio; inoltre possono essere
saturi o insaturi in base alla presenza o meno di
doppi legami che piegano la catena carboniosa. In
alcuni acidi grassi questa catena è completamente
satura e non contiene doppi legami e non è
ramificata; in altri sono presenti uno o più doppi
legami. Le proprietà fisiche degli acidi grassi e dei
composti che li contengono sono molto
influenzate dalla lunghezza della catena
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idrocarburica e dal numero di doppi legami
presenti nella molecola. Le catene idrocarburiche
non sono polari e sono responsabili della poca
solubilità degli acidi grassi in acqua. Quanto più è
lunga la catena e limitato il numero di doppi
legami, anto più bassa è la solubilità in acqua. I
punti di fusione degli acidi grassi e dei composti
che li contengono sono fortemente influenzati
dalla lunghezza e dal grado di insaturazione della
catena idrocarburica. A temperatura ambiente gli
acidi grassi da12:0 a 24:0 hanno una consistenza
cerosa mentre gli acidi grassi insaturi con la stessa
lunghezza sono liquidi oleosi, questa differenza è
dovuta ad un diverso impacchettamento delle
molecole. Gli acidi grassi sono in forma legata al
glicerolo con un legame estere; negli alimenti
sono sotto forma di triacilgliceroli, essi sono una
riserva energetica e forniscono isolamento
termico. Nell’uomo gli acidi grassi insieme al
glicerolo vengono rilasciati nel sangue e gli acidi
grassi vengono trasportati i legati all’albumina al
tessuto muscolare scheletrico e cardiaco.
Lezione 65
1)Gli acidi grassi sono saturi quando: lungo la
catena di atomi di C non sono presenti doppi
legami
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2)Un acido grasso con 16 atomi di carbonio
contenenete un doppio legame fra il carbonio 6 e
7 può essere indicato dalla simbologia? 16:1(Δ6)
3)Con il simbolo 14:2(Δ6,10) intendiamo: un acido
grasso insaturo contenente due doppi legami fra il
carbonio 6 e 7 e fra il carbonio 10 e 11
4)Quanti cicli di beta ossidazione saranno necessari
per l'ossidazione completa di una cido grasso a 10
atomi di carbonio? 4
5)Che cosa si intende per beta ossidazione degli
acidi grassi? il distacco sequenziale di frammenti a
due atomi di carbonio sotto forma di acetil-SCoA
6)Quale fra le seguenti è una funzione della citrato
liasi? catalizza la scissione del citrato in acetil CoA
e ossalacetato
7)A che cosa è dovuto il fatto che il citrato venga
trasportato dal mitocondrio nel citoplasma per
essere utilizzato come fonte di Acetil CoA? che
non ci sia richiesta energetica da parte della
cellula e che l'isocitrato deidrogenasi sia inibita
8)Qual è la funzione della carnitina: Trasportare gli
acili attraverso la membrana mitocondriale
interna
9)Dove avviene la lipogenesi? Citoplasma
Lezione 66
1)Dove avviene l'inizio del processo digestivo dei
lipidi? nel duodeno
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Lezione 67
1)Come si chiama il processo che converte i gruppi
amminci in ammoniaca rimuovendoli dagli
aminoacidi? Transamminazione
2)Perché i livelli energetici ricavati dal catabolismo
degli aminoacidi sono più bassi di quelli relativi ai
carboidrati e lipidi? non tutto lo scheletro
carbonioso dell'aminoacido viene ossidato e nella
biosintesi dell'urea viene consumato ATP
3)Che cosa sono gli aminoacidi non essenziali?
aminoacidi che possono venir sintetizzati dal
nostro organismo
4)A quale destino può andare incontro il fumarato
prodotto nel ciclo dell'urea? può entrare nel ciclo
di krebs contribuendo in parte alla resa energetica
del catabolismo degli aminoacidi
5)Dal punto di vista strutturale l'aminoacido
contiene? un gruppo carbossilico, un gruppo
amminico, un idrogeno ed un gruppo R
6)Il trasporto dei gruppi amminici verso il fegato
avviene sotto forma di quali molecole?
glutammina ed alanina
7)Quale è la funzione della Glutammato piruvato
transamminasi? trasferire il gruppo amminico
della alanina sull'alfa chetoglutarato per produrre
glutammato e piruvato
8)Quali fra queste affermazioni non è vera? Nel
muscolo l'alanina viene convertita in urea
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9)Quali sono le differenze fra deamminazione e
transamminazione? I gruppi amminici rimossi
attraverso un processo chiamato deamminazione
formano l’ammoniaca, un composto tossico. Ci
sono molti meccanismi che consentono di
trasportare i gruppi amminici nel sangue,
convertendoli da ammoniaca in composti non
tossici. Uno dei meccanismi è dato dall’alanina.
L’alanina rappresenta la molecola di trasporto dei
gruppi amminici nel sangue ed una volta giunta
nel fegato viene riconvertita in piruvato nella
reazione di transaminazione. Il piruvato può,
attraverso la gluconeogenesi, essere convertito in
glucosio e ritornare verso il muscolo per andare
incontro a glicolisi. Il distacco del gruppo
amminico che è alla base del catabolismo degli
aminoacidi può avvenire secondo la reazione di
transaminazione, questa reazione è reversibile e
avviene per trasferimento del gruppo amminico
da un aminoacido ad un alfa chetoacido accettore.
L’enzima che catalizza questa reazione è la
transamminasi. La rimozione del gruppo amminico
può avvenire attravreso una reazione chiamata
deamminazione ossidativa, la quale porta alla
rimozione diretta del gruppo amminico e libera
ammoniaca. L’enzima coinvolto nella reazione si
chiama glutammato deidrogenasi e catalizza una
reazione ossidativa con produzione di una
molecola di NADH+ H+ e consumo di acqua dove il
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prodotto finale è l’aòfa chetoglutarato. La
transaminazione e la deaminazione servono ad
eliminare il gruppo amminico e rappresentano il
primo step del catabolismo degli aminoacidi.
10) Quali sono le differenze fra aminoacidi
chetogenici e glucogenici? Gli aminoacidi possono
distinguersi in due grandi categorie: i chetogenici
ed i glucogenici. La principale differenza tra gli
aminoacidi glucogenici e gli amminoacidi
chetogenici è che gli aminoacidi glucogenici
possono essere convertiti in piruvato o altri
precursori del glucosio mentre gli amminoacidi
chetogenici possono essere convertiti in acetil
CoA e acetoacetylCoA. Un’altra differenza è che gli
amminoacidi glucogenici coinvolgono la
produzione di glucosio mentre i chetogenici non
possono produrre glucosio.
11) Elenca e descrivi brevemente le fasi del ciclo
dell'urea Il ciclo dell’urea e cioè quell’insieme di
reazioni che portano a convertire i gruppi
amminici rimossi dagli aminoacidi in un composto
finale chiamato urea, e l’urea possiede due gruppi
che assomigliano a gruppi amminici ma che non lo
sono. I gruppi amminici tendono a dissociarsi e
protonarsi per dare NH3+, cosa che invece non
avviene a livello dei gruppi amidici. I due gruppi
NH2 che possiamo osservare nella molecola di
urea sono infatti due gruppi amidici e non
amminici che non si protonano, non possono
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dissociarsi e quindi non interferiscono
sull’equilibrio acido base. Il ciclo avviene nel
fegato e consta di 5 fasi; le prime due avvengono
nei mitocondri delle cellule epatiche, mentre le
restanti tre nel citosol. Nella prima fase del ciclo
si ha quindi la reazione di combinazione fra la
molecola di anidride carbonica e l’ammoniaca con
produzione di carboamilfosfato. Nella seconda
fase il carboamilfosfato prodotto reagisce con
l’ornitina per formare la citrullina.
Successivamente la citrullina si sposta nel
citoplasma dove reagisce con l’aspartato
formando l’arginisuccinato. Nella quarta fase
avviene una scissione dell’arginisuccinato in
fumarato ed arginina. Nell’ultima fase l’arginina
viene idrolizzata dall’arginasi formando ornitina
ed urea, l’ornitina verrà utilizzata in un successivo
ciclo mentre l’urea viene condotta attraverso il
flusso sanguigno ai reni.
12) Che cosa è il ciclo glucosio-alanina? L’alanina
che funziona da trasportatore ematico di gruppi
aminici è rilasciata nel sangue e utilizzata dal
fegato per la gluconeogenesi. Questo processo è
noto come ciclo glucosio-alanina. La velocità di
questo ciclo incrementa con l’esercizio fisico; in
questo ciclo l’alanina ha il compito di trasportare i
gruppi amminici in forma non tossica dal muscolo
scheletrico al fegato. All’interno del muscolo il
glutammato può essere convertito in glutammina
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e poi trasportato al fegato, oppure tramite
l’azione dell’enzima alanina amminotrasferasi il
suo gruppo amminico trasferito al piruvato.
L’alanina amminotrasferasi nel fegato forma il
piruvato e glutammato trasferendo il gruppo
amminico dell’alanina all’alfa chetoglutarato. Il
piruvato infine sarà trasformato per
gluconeogenesi in glucosio e ritrasportato al
muscolo.
Lezione 68
1)In quale maniera la AMPK media l'adattamento
metabolico all'esercizio fisico? attivando un
fattore di trascrizione chiamato PGC-1 alfa
coinvolto nella biogenesi mitocondriale e nel
catabolismo lipidico
2)L'utilizzo di antiossidanti può ritardare
l'adattamento all'esercizio perché blocca la
produzione di specie reattive dell'ossigeno
3)Quale fra le seguenti molecole non è relazionabile
allo stress di tipo meccanico imprtante per
l'adattamento muscolare all'esercizio? Elastine
4)Quali fra le seguenti molecole ha un effetto
negativo sulla crescita muscolare? Miostatina
5)Elenca e descrivi brevemente i fattori molecolari
che sono in relazione con lo stress di tipo
meccanico responsabile dell'adattamento del
muscolo all'esercizio fisico Nello stress di tipo
meccanico giocano un ruolo fondamentale vari
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tipi di fattori molecolari fra i quali: la fibrocellula
muscolare che è sottoposta un susseguirsi di
accorciamenti e di stiramenti sentiti tramite i
meccanosensori ovvero le integrine che sono
proteine le quali attraversano tutta la membrana
plasmatica e hanno funzioni relative al
movimento, forma e crescita muscolare. I canali
attivati da stiramento sono canali ionici sul
sarcoplasma che si aprono in seguito alla
contrazione permettendo il trasporto di ioni sodio
e calcio. La contrazione della fibrocellula provoca
il rilascio di molecole a effetto ormonale e
citochine che possono agire sulle fibre circostanti
con un meccanismo paracrino.
Lezione 69
1)Generalmente il glicogeno viene utilizzato come
fonte di energia: negli stadi iniziali di un esercizio
Lezione 70
1)Che cosa si intende per fotofosforilazione? un
processo che conduce alla fosforilazione dell'ADP
in ATP accoppiato all'energia del fotone
2)Nelle reazioni luce dipendenti della fotosintesi
vengono generati? ATP e NADPH
3)Descrivi brevemente il fotosistema La luce è
formata da fotoni detti anche pacchetti energetici.
Quando l’elettrone assorbe un fotone passa ad
uno stato eccitato a maggior contenuto energetico
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che lo fa saltare su un orbitale più esterno del suo
atomo. Una volta eccitato esso può tornare al suo
stato fondamentale rilasciando energia sotto
forma di calore o luce. I cloroplasti sono adibiti
alla cattura della luce poiché contengono la
clorofilla. Essi hanno due membrane una esterna
ed una interna, in quest’ultima è presente lo
stroma, luogo in cui ci sono gli enzimi necessari a
convertire l’anidride carbonica in glucosio ed
ossigeno. Sempre all’interno dello stroma
troviamo i tilacoidi che hanno forma a disco e
sovrapponendosi fra loro danno vita a strutture
chiamate grana. La membrana tilacoidale è
coinvolta nella produzione di ATP ed è la sede
dov’è contenuta la clorofilla. Esistono vari tipi di
clorofille ma le più importanti sono la clorofilla a
e la clorofilla b. Nei cloroplasti non troviamo solo
la clorofilla ma anche i carotenoidi che assorbono
la luce a lunghezza d’onda differente dalla
clorofilla.
Lezione 71
1)La rigenerazione del ribulosio bisfosfato avviene
nello stroma
2)Descrivi brevemente il ciclo di Calvin Il ciclo di
Calvin è suddiviso in tre fasi: la prima fase è
quella che serve ad incorporare la CO2 e viene
chiamata assunzione dell’anidride carbonica, la
seconda fase è la riduzione del carbonio e la terza
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fase è quella di rigenerazione del Ribulosio
bisfosfato. Andandole ad esaminare si vede che
nella prima fase si ha una reazione catalizzata
dalla Rubisco. Questa reazione permette di fissare
il carbonio e di renderlo organico. Nella seconda
fase quella di riduzione del carbonio vengono
consumati ATP e NADPH. La molecola finale
prodotta è la gliceraldeide 3 fosfato. Essendo
formata da tre atomi di carbonio due molecole di
essa serviranno per produrre una molecola di
glucosio. Delle 12 molecole quindi 10 rimangono
nel ciclo e vanno verso l’ultima fase quella di
rigenerazione del Ribulosio bisfosfato, dove
essendo formato da 5 atomi di carbonio le
molecole entrate contenenti 30 atomi di carbonio
sono sufficienti per produrne 6. Inoltre queste
molecole sono anche fosforilate da 6 molecole di
ATP. La rigenerazione della Ribulosio bisfosfato è
fondamentale per far ripartire il ciclo.
Lezione 73
1)Quale tra queste affermazioni riguardo la glicolisi
NON è vera? La via glicolitica ha un bilancio finale
di 2 molecole di ATP prodotte a prescindere che
sia utilizzato glucosio libero o che sia utilizzato
glucosio proveniente da glicogenolisi.
2)Nella meiosi i cromosomi omologhi si separano
durante l'anafase I
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3)se un filamento di DNA ha sequenza 5'-GATTACA3', come sarà la sequenza del filamento
complementare? 3'-CTAATGT-5'
4)Indicare quale dei sottoelencati organelli delle
cellule eucariotiche è delimitato da una doppia
membrana mitocondrio
5)Assumendo che la timina costituisca il 15% delle
basi di una specifica molecola di DNA a doppia
elica, a quanto ammonta la percentuale di
citosine? 35%
6)Quale di queste affermazioni riguardanti il ciclo
glucosio-alanina è corretta? Il ciclo glucosioalanina permette la gluconeogenesi epatica e il
ritorno di glucosio al muscolo.
7)Quale funzione ha il ciclo di Krebs? Nessuna delle
risposte.
8)Quante molecole di acetil-CoA vengono prodotte
dalla ?-ossidazione di un acido grasso saturo con
una catena di 16 atomi di carbonio? 7
9)Quale di queste affermazioni riguardanti la catena
di trasporto degli elettroni è FALSA? Non è
necessaria la presenza di ossigeno, il trasporto di
elettroni può avvenire anche in condizioni
anaerobiche
10) L'enzima mitocondriale succinato deidrogenasi, è
l'unico enzima del ciclo dell'acido citrico ancorato alla
membrana mitocondriale interna (mentre gli altri sono
liberi nella matrice mitocondriale). Questo enzima ha
una duplice funzione, per prima cosa catalizzare
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l'ossidazione del succinato a fumarato generando
FADH? (forma ridotta del FAD) e... ...riossida
immediatamente il FAD trasferendo istantaneamente
gli elettroni all'ubichinone ed immettendoli nella
catena di trasporto degli elettroni.
11) L'enzima fosfofruttochinasi-1 (PFK1) è uno dei 3
enzimi regolati della via glicolitica e costituisce il
"committed step" della glicolisi. Per quale motivo la
sua regolazione è così importante? Bloccando la PFK1
si inibisce la produzione di glucosio 6-fosfato.
12) Tutte le seguenti affermazioni riguardanti la
membrana cellulare sono corrette, eccetto una.
Quale? Ha una struttura rigida composta da
cellulosa
13) Le parti centrali dei cromosomi che separano
il braccio lungo dal braccio corto si chiamano
Centromeri
14) Qual è la funzione principale del reticolo
endoplasmatico rugoso? La sintesi di proteine da
esportare
15) In un nucleosoma, il DNA è avvolto attorno ad
un nucleo di proteine istoniche
16) In una doppia elica di DNA I due filamenti
sono antiparalleli
17) I due filamenti di una molecola di DNA Hanno
sequenze di basi complementari
18) Le estremità di un filamento di DNA sono
individuate dai termini 5' e 3' A seconda che si
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trovi un gruppo fosfato legato al carbonio 3' e un
gruppo ossidrile legato al carbonio 5'
19) Quale molecola si lega al sito attivo di un
enzima? Un inibitore competitivo
20) In una molecola di DNA si trova un gruppo
fosfato Lungo lo scheletro delle eliche, legato a
uno zucchero e a una base azotata
21) La replicazione del DNA è considerata
semiconservativa perché ciascuna molecola di
DNA figlia consiste di un filamento parentale e di
un filamento di nuova sintesi
22) Un enzima accelera una reazione metabolica
Abbassando l'energia di attivazione della reazione
23) Un catalizzatore biologico che influenza la
velocità di una reazione chimica senza essere
consumato dalla reazione stessa è un Enzima
Lezione 74
1)Quale funzione importante svolge la catena di
trasporto degli elettroni? Indica l'affermazione
NON corretta tra quelle elencate. Riduce
l'ossigeno molecolare che è accettore finale degli
elettroni, generando molecole di acqua.
2)Quale tra queste affermazioni riguardo allo
smaltimento del lattato prodotto a livello
muscolare è FALSA? Può essere convertito in BCAA
nelle fibre muscolari di tipi II.
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3)Quale affermazione riguardo all'EPOC è FALSA?
Elevati livelli di adrenalina e noradrenalina non
influenzano l'EPOC.
4)Completa la frase nel modo corretto. "Il recupero
attivo... ...permette di smaltire più facilmente il
lattato a discapito della risintesi di glicogeno."
5)Quante molecole di acetil-CoA vengono prodotte
dalla corretta ?-ossidazione di una molecola di
acido palmitico (acido grasso 16:0 )? 8
6)Quale funzione ha la proteina mitocondriale UCP1 espressa nei mitocondri del tessuto adiposo
bruno? Disaccoppia il gradiente protonico dall'ATP
sintasi producendo calore anzichè energia.
7)Il tipo di recupero post allenamento (attivo o passivo)
può influenzare la velocità ed efficienza di risintesi del
glicogeno che è stato utilizzato durante l'allenamento?
In parte si ma influiscono anche altri fattori (ad
esempio la dieta)
8)Quali sono le principali caratteristiche
dell'ubichinone? Individua l'affermazione errata.
E' un coenzima ossidoriduttivo coinvolto nel ciclo
di Krebs.
9)Quale substrato viene utilizzato da glicogenina e
da glicogeno sintasi per polimerizzare il
glicogeno? UDP-glucosio
10) Per quale motivo la carnitina, considerata,
"brucia grassi" ed utilizzata spesso come
integratore dietetico è importante nel
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metabolismo dei lipidi? Tutte le precedenti
affermazioni.
11) Oltre a anidride carbonica e acqua, il
catabolismo delle proteine dà come prodotto
finale Ammoniaca poi trasformata in urea
12) Quale molecola, importante intermedio
metabolico viene prodotta ad ogni ciclo di ?ossidazione di un acido grasso? Acetil-CoA
13) Alcuni acidi grassi non possono essere
direttamente ossidati ma richiedono dei passaggi
enzimatici aggiuntivi per la corretta e completa ?ossidazione. Di quali acidi grassi si tratta? Acidi grassi
mono e poliinsaturi.
14) Quale è la funzione dell'enzima
deramificante? Trasferisce residui di glucosio dal
glicogeno ad una nuova molecola di glicogenina.
15) Quanta energia viene consumata dall'enzima
glicogeno fosforilasi per liberare una molecola di
glucosio mediante glicogenolisi? Viene solo
utilizzato un fosfato inorganico senza consumo di
nucleotidi trifosfati
16) Cosa si intende per "amminoacidi
chetogenici"? Possono essere utilizzati per la
biosintesi di corpi chetonici.
17) Quale di queste affermazioni riguardanti la
regolazione a lungo termine della via glicolitica è
FALSA? E' un processo che avviene lentamente ed
in seguito a lunga stimolazione ormonale.
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18) Quale di queste affermazioni riguardanti la
catena di trasporto degli elettroni è FALSA? Non è
necessaria la presenza di ossigeno, il trasporto di
elettroni può avvenire anche in condizioni
anaerobiche
19) Il ciclo dell'acido citrico permette la completa
ossidazione del gruppo acetilico dell'acetil-CoA a
CO?. Quale è lo scopo finale di queste reazioni di
ossidazione? Permette la produzione di coenzimi
ossidoriduttivi NAD e FAD ridotti, che in seguito
possano trasferire elettroni alla catena respiratoria per
sintetizzare grandi quantità di ATP
20) Quale delle seguenti affermazioni riguardo al
destino del piruvato nell'uomo è FALSA? In
condizioni anaerobiche viene utilizzato mediante
fermentazione alcolica per produrre etanolo.
21) La fosfofruttochinasi-1 (PFK1) è l'enzima che
catalizza il "committed step" della glicolisi. Cosa si
intende per "committed step"? E' l'unica tappa
della via glicolitica soggetta a regolazione
allosterica.
22) Durante l'attività anaerobica viene prodotto
lattato a partire dal piruvato. Quale di queste
affermazioni é VERA? Entrambe le affermazioni
sono vere.
23) Illustra brevemente il processo di sintesi del
glicogeno. La formazione del glicogeno segue una
serie di passaggi molecolari: inizialmente il
glucosio viene convertito in glucosio 6-fosfato e a
.
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sua volta in glucosio 1-fosfato. Quest’ultimo viene
convertito in UDPG e poi viene formato un primer
di glucosio per glicolisazione della glicogenina.
Infine 2 enzimi intervengono allungando e
ramificando la catena.
24) Spiega per quale motivo la Beta-ossidazione di un
acido grasso saturo con catena a 20 atomi di carbonio,
produce molta più energia rispetto all'ossidazione
completa di una molecola di glucosio. L'ossidazione
degli acidi grassi è una via catabolica che permette di
utilizzare gli acidi grassi come fonte di energia.
L'energia ottenuta degli acidi grassi a parità di numero
di molecole degradate è molto più alta, molto più del
doppio, rispetto all'utilizzo del glucosio. Nella completa
ossidazione del gucosio si ottengono 38ATP circa di cui
8 ATP nella glicolisi, 6 ATP nella piruvato deidrogenasi e
24 nel ciclo di Krebs, mente un acido grasso costituito
da 20C in tutto produce circa 130 ATP in 8 cicli.
Lezione 75
1)Quali sono le categorie di biomolecole che
costituiscono gli esseri viventi? Le 4 categorie di
biomolecole sono: proteine, carboidrati, acidi
nucleici e lipidi. Le prime tre categorie sono dei
polimeri mentre i lipidi no; i polimeri non sono
altro che un insieme di monomeri strutturali.
Andando a spiegarli possiamo dire che i
carboidrati sono formati da atomi di carbonio,
idrogeno ed ossigeno e vengono classificati in
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monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi a
seconda che l’unità di zucchero sia da sola o
meno. Le proteine sono appunto macromolecole
formate da aminoacidi che insieme formano delle
catene di varia lunghezza; di tipi di proteine ne
esistono parecchie e ognuna con un ruolo
differente, da quelle adibite al trasporto a quelle
di regolazione e controllo. Gli acidi nucleici sono
biopolimeri risultanti dall’unione di un elevato
numero di nucleotidi, questi ultimi formati da un
gruppo fosfato, un pentoso e una base azotata. I
lipidi sono un gruppo eterogeneo di sostanze
organiche insolubili in acqua e in base alla loro
struttura si possono suddividere in semplici,
composti e derivati.
2)A quale destino va incontro il piruvato in
condizioni anaerobiche nell'uomo? Argomenta la
tua risposta. Il piruvato in condizioni anaerobiche
va incontro a due possibili tipi di fermentazione
quella lattica e quella alcolica. Nella
fermentazione lattica il piruvato subisce la riduzione
in acido lattico catalizzato dal LDH. Quando il muscolo
è sottoposto ad esercizio intenso, l’ossigeno
disponibile è limitato e il NADH+ non può essere
riossidato, quindi il NADH viene riossidato cedendo i
suoi atomi di idrogeno al piruvato generando di nuovo
NAD+ e lattato. Nella fermentazione alcolica invece il
glucosio viene convertito a piruvato nella glicolisi, e in
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seguito il piruvato viene trasformato in etanolo e CO2
in un processo a due tappe.
3)Quali sono i lipidi di membrana? Che
caratteristiche hanno? I lipidi di membrana sono
un gruppo di molecole organiche. I fosfolipidi
sono i più presenti all’interno delle membrane
biologiche, essi sono sia idrofobici che idrofilici
per questo sono considerate molecole anfipatiche.
La porzione idrofobica è detta “coda” mentre
quella idrofilica “testa polare”, questa struttura è
alla base delle proprietà fisiche delle membrane.
La porzione idrofobica fa da barriera impedendo il
passaggio da un lato e dall’altro delle piccole
molecole idrofiliche e degli ioni. I fosfolipidi
inoltre non stanno mai fermi anzi spesso possono
scorrere lateralmente scambiandosi con il
fosfolipide adiacente. Ci sono anche dei
movimenti rari di fosfolipidi nella doppia
membrana che li fa saltare da un lato all’altro.
4)Che funzioni ha il colesterolo in membrana? Il
colesterolo è una molecola chiave per la
regolazione della fluidità delle membrane in
relazione al variare della temperatura. Infatti a
temperature basse può agire come spaziatore fra
le code di acidi grassi mentre temperature elevate
la sua presenza serve ad evitare che la membrana
si indebolisca. Il colesterolo all’interno della
membrana può raggiungere anche il 50%.
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5)Quali sono i principali macchinari molecolari e
biomolecole coinvolte della traduzione? La
traduzione è il processo mediante il quale l'RNA
messaggero, ottenuto dal DNA nella fase di
trascrizione assieme agli RNA ribosomiali e agli
RNA trasfer , viene espresso in proteine. La sintesi
proteica avviene quindi grazie all'azione di
specifici apparati proteici (apparati molto grandi
composti da proteine ed rRNA), chiamati
ribosomi, presenti nel citoplasma e composti da
due subunità: quella piccola contiene un sito di
legame per l'm-RNA; quella grande ha due siti di
legame per due molecole di t-RNA e un sito che
catalizza la formazione del legame peptidico tra
due amminoacidi adiacenti. Le biomolecole
richieste per la traduzione sono quindi, oltre ai
ribosomi, il tRNA, l'mRNA, le amminoacil-tRNAsintetasi, che prendono anche il nome di ligasi,
(hanno il ruolo di legare ogni tRNA al suo specifico
amminoacido) e i fattori di inizio della traduzione,
di allungamento e di rilascio del ribosoma
(ulteriori proteine necessarie a far iniziare il
processo e a far avanzare il ribosoma sul
messaggero fino al rilascio del peptide completo).
L'mRNA è un acido nucleico a singolo filamento, di
lunghezza variabile, composto di 4 monomeri
differenti detti ribonucleotidi, indicati con il nome
di adenina, guanina, citosina e uracile, che
verranno letti nel ribosoma in codoni di 3 basi
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ciascuno per mezzo della porzione della molecola
di tRNA che presenta l'anticodone, formato
sempre da 3 basi complementari al codone
presente nel messaggero, necessari per la
formazione della catena proteica durante il
processo di traduzione. Nella porzione opposta
all'anticodone del tRNA troviamo infatti legato un
amminoacido, che nel ribosoma verrà unito
all'amminoacido del tRNA che lo segue, per
formare la catena polipeptidica che darà luogo
alle proteine a seconda della sequenza letta
sull'RNA messaggero in quel momento. Ogni
amminoacido è legato al suo specifico tRNA
mediante le ligasi, che catalizzano il processo di
unione fra le due molecole, utilizzando l'alto
contenuto energetico posseduto in un legame
pirofosforico dell'ATP o di altri nucleosidi
trifosfati. Secondo il legame catalizzato dalle ligasi
(legame carbonio-ossigeno, carbonio-zolfo,
carbonio-azoto, carbonio-carbonio), si ha poi una
ulteriore suddivisione di questi enzimi in
sottoclassi specifiche.
6)Qual è la prima fase del ciclo cellulare? La prima
fase del ciclo è la fase G1 ovvero la più lunga del
ciclo, qui la cellula comincia a sintetizzare gli
enzimi e proteine per la replicazione del DNA. La
fase G1 insieme alla fase S e G2 vanno a costituire
l’interfase.
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7)Qual è la principale differenza tra procarioti ed
eucarioti? Una delle differenze è sicuramente la loro
dimensione infatti la cellula eucariotica è più grande.
La cellula eucariotica è caratterizzata da un nucleo
rivestito da membrana proprio cosa che non abbiamo
nella procariota dove il DNA si trova nel nucleotide ma
non è rivestito di membrana. La quantità poi di DNA
presente nella procariota è minore dell’eucariota, la
quale presenta il DNA in maniera lineare e associato a
determinate proteine mentre nella procariota il DNA è
circolare e non associato a proteine.
8)Descrivi (struttura e funzioni) del nucleo cellulare
Il nucleo è una struttura che spesso occupa gran
parte del volume cellulare, è di forma sferica e
può avere dimensioni variabili contenendo al suo
interno DNA. Quest’ultimo è separato dal
citoplasma da una doppia membrana concentrica
chiamata involucro nucleare. In determinati punti
possono formarsi i pori nucleare cioè dei veri e
propri canali che permettono il passaggio di
molecole come proteine e ribosomi. Le proteine
che vengono trasportate all’interno del nucleo
possono avere ruoli differenti da strutturali al
partecipare alla duplicazione del DNA o
trascrizione del DNA in RNA. All’interno del nucleo
possiamo trovare anche il nucleolo, una struttura
sprovvista di membrana. Il nucleolo è formata da
porzioni cromatina che contengono informazioni
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per sintetizzare tipi di RNA detti rRNA che servono
a formare i ribosomi.
9)Quali organelli cellulari hanno un proprio DNA e
sono in grado di riprodursi? I due organelli sono i
mitocondri e i cloroplasti. I mitocondri sono
responsabili della respirazione cellulare, ed è il
processo mediante il quale il glucosio in presenza
di ossigeno viene convertito in energia sotto
forma di ATP. Strutturalmente sono formati da
doppia membrana una interna ed una esterna
separati da uno spazio chiamato spazio
intermembrana. Inoltre hanno anche un ruolo
importante nell’induzione della morte
programmata della cellula. Al contrario i
cloroplasti sono presenti nelle cellule vegetali
dove tramite la fotosintesi sfruttano l’energia
luminosa per convertire anidride carbonica in
glucosio ad esempio. Strutturalmente anch’essi
hanno una doppia membrana, nella membrana
interna troviamo una zona detta stroma dove ci
sono gli enzimi necessari per convertire l’anidride
carbonica in glucosio ed ossigeno.
10) Quali sono gli stadi della mitosi? Descrivili
brevemente. Se necessario puoi aiutarti con dei
disegni Gli stadi della mitosi sono 5: profase, pro
metafase, metafase, anafase e telofase. Nella
profase i cromosomi che si sono duplicati nella
fase S si compattano, i due cromatidi fratelli
prendono contatto fra di loro attraverso il
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centromero. Nella prometafase scompare la
membrana nucleare e si forma il fuso mitotico,
che guida i movimenti dei cromosomi e che è
costituito da microtubuli. Nella metafase i
centromeri dei cromosomi risultano allineati sul
piano equatoriale della cellula in cui le fibre del
fuso si attaccano ai cinetocori. Nell’anafase le
coppie di cromatidi fratelli si separano e migrano
verso i poli della cellula. Nella telofase si formano
nuovamente le membrane nucleari e la cromatina.
11) Come si definiscono il fenotipo ed il genotipo?
Il genotipo è il corredo genetico di un individuo,
cioè l’insieme dei geni contenuti nel DNA e
custoditi nel nucleo delle cellule. Ogni organismo
eredita dai genitori il corredo genetico e possiede
una specifica combinazione di geni, che in parte
sono alla base della sua unicità. Ogni gene
contribuisce in maniera diversa allo sviluppo e alla
fisiologia dell’organismo e l’interazione dei
prodotti genici è responsabile della formazione
dell’intero organismo e di tutte le sue
caratteristiche. Negli organismi diploidi, tra i quali
è compreso l’uomo, se si considera un singolo
carattere, il genotipo è la combinazione di alleli di
quel gene. Se i due geni hanno lo stesso allele,
l’individuo è omozigote; se invece i due geni
portano diversi alleli l’individuo è eterozigote. Il
fenotipo, invece, è l’insieme dei caratteri che
l’individuo manifesta e che dall’apparenza si
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possono osservare in maniera più o meno
evidente. Il fenotipo dipende dal genotipo, ma
anche dalle interazioni fra geni ed ambiente.
12) Cos'è un gene? Cosa indica il termine "locus"?
Il gene è un segmento di DNA che porta alla
produzione di una proteina che avrà ruolo
nell’espressione del carattere associato a quel
gene. Il termine “locus” indica la posizione di un
particolare gene su di un cromosoma.
13) Cosa succede se metto una cellula in una
soluzione ipertonica? E in una ipotonica? Se la
soluzione è ipertonica la cellula perde acqua e
raggrinzisce e la membrana si stacca dalla parete
cellulare. Se invece la soluzione è ipotonica la
cellula sarà turgida.
14) Cos'è una mutazione puntiforme? Descrivi le
diverse tipologie La mutazione puntiforme
coinvolge solamente uno o pochi nucleotidi
tramite sostituzione, eliminazione o aggiunta. In
base alle conseguenze che si possono avere le
mutazioni possono essere silenti, missenso, non
senso e slittamento della cornice di lettura. Le
mutazioni silenti cambiano la sequenza nucleotidica
ma non cambiano la seuquenza degli aminoacidi nel
polipeptide, proprio per questo sono dette silenti
poiché sono una conseguenza di una proprietà del
codice genetico. La mutazione missenso è una
sostituzione di un nucleotide che causa il
cambiamento di un aminoacido nella sequenza
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polipeptidica; il cambiamento di un aminoacido può
non alterare la funzione della proteina ed anche in
questo caso la mutazione è detta neutrale. Le
mutazioni non senso comportano il cambiamento di
un codone normale con un codone di stop, queste
mutazioni sono più dannose poiché alterano la
sequenza polipeptidica così come la struttura della
proteina risultante e la funzione associata. La
mutazione di slittamento della cornice di lettura può
essere determinata dall’aggiunta o delezione di uno o
più nucleotidi. Questo comporta che una qualsiasi
eliminazione o introduzione faccia slittare la crnice in
maniera che a valle della mutazione la sequenza degli
aminoacidi risulti differente rispetto alla condizione
normale e questa alterazione ha alte possibilità di
interferire in maniera negativa con le funzionalità della
proteina generata.
15) Descrivi i processi di maturazione dell'mRNA.
Negli eucarioti, i prodotti della trascrizione vanno
incontro ad un processo di maturazione. Tutti i
trascritti primari subiscono modificazioni posttrascrizionali, ma sono gli RNA messaggeri a
subire le modificazioni maggiori. Il processo di
maturazione dell’mRNA comprende sia
modificazioni a livello delle due estremità della
molecola, sia lo splicing di segmenti del trascritto
primario, un processo complicato che consente di
eliminare segmenti corrispondenti alle sequenze
introniche. In seguito allo splicing, gli esoni
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vengono uniti per formare molecole di RNA
mature pronte per la traduzione. La quasi totalità
delle modificazioni post-trascrizionali a carico dei
pre-RNA hanno luogo nel nucleo della cellula.
16) In cosa differiscono il DNA e l'RNA? DNA e
RNA sono acidi nucleici formati da sub-unità
conosciute come nucleotidi. Il DNA è la molecola
che più di ogni altra caratterizza gli esseri viventi e
contiene l’informazione necessaria perché la vita
si sviluppi e si diffonda. L'RNA è invece una
biomolecola che converte le informazioni
genetiche del DNA in proteine; in altre parole
l'RNA partecipa alla sintesi delle proteine e alla
trasmissione delle informazioni contenute nel
DNA. Entrambi gli acidi nucleici sono costituiti da
nucleotidi ciascuno dei quali formato da tre
elementi: uno zucchero a cinque atomi di
carbonio, una base azotata e un gruppo fosfato.
Però, mentre nel DNA lo zucchero è il
desossiribosio, nell'RNA è il ribosio. Un'altra
differenza la si riscontra nelle basi azotate. Le basi
azotate del DNA sono l'adenina e la guanina
(purine), la citosina e la timina (pirimidine),
mentre le basi azotate dell'RNA sono l'adenina e
la guanina (purine), la citosina e l'uracile
(pirimidine). Ed infine un'altra differenza tra DNA
e RNA è dovuta al fatto che l'RNA è costituito da
un unico filamento, mentre nel DNA ogni catena
polinucleotidica è associata ad una seconda
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catena a formare un doppio filamento avvolto ad
elica.
17) Cosa vuol dire che una molecola è anfipatica?
Una molecola è detta anfipatica quando contiene
sia un gruppo idrofilo sia uno idrofobo.
18) Cosa sono le purine e le pirimidine? Che tipo
di struttura hanno? Le basi azotate possono
essere classificate in purine e pirimidine;
quest’ultime con la caratteristica di avere un
singolo anello e sono citosina e timina nel DNA
mentre citosina ed uracile nel RNA. Le purine
invece sono sia per il DNA che per RNA, l’adenina
e la guanina. Le purine contengono un doppio
anello eterociclico condensato. Una purina è
complementare sempre di una piramidina, non si
potrà mai avere purina insieme alla purina o
piramidina con piramidina.
19) Com' è fatto un nucleotide? Il nucleotide è
l’unità di base dell’acido nucleico. Il nucleotide è
costituito da uno zucchero a 5 atomi di carbonio
che lega tramite il carbonio in posizione 1 una
base azotata e tramite il carbonio in posizione 5,
un gruppo fosfato.
20) Descrivi il legame covalente. Inoltre cosa si
intende per legame covalente polare e apolare? Il
legame covalente avviene quando gli atomi
coinvolti mettono in condivisione una o più coppie
di elettroni per completare il guscio di valenza. I
legami covalenti apolari saranno sempre quelli
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che coinvolgono due atomi uguali e dunque dove
la differenza di elettronegatività è nulla o molto
simile. Il legame covalente polare avviene fra
atomi di elementi differenti con una notevole
differenza di elettronegatività.
21) Che cos'è una molecola? Fai degli esempi
22) Descrivi il fenomeno dell'osmosi Il processo
dell’osmosi avviene in quanto soltanto le molecole
del solvente possono attraversare la membrana
semipermeabile nei due sensi. Inizialmente è
favorito il passaggio delle molecole del solvente
dal solvente puro alla soluzione. Infatti le
particelle che vengono a contatto con la
membrana semipermeabile sono tutte di solvente.
Dalla parte della soluzione invece vengono a
contatto con la membrana semipermeabile sia le
molecole del solvente sia quelle del soluto.
Queste ultime, essendo di dimensioni maggiori
non riescono ad attraversare la membrana
semipermeabile. Il solvente tende a diluire la
soluzione fino a che tra la soluzione e il solvente
non si stabilisce un equilibrio di concentrazione.
Nel caso delle soluzioni acquose tale equilibrio si
verifica quando nella soluzione l’eccesso di acqua
penetrata crea pressione osmotica che tende ad
opporsi all’ulteriore passaggio delle molecole del
solvente dal solvente alla soluzione.
23) Descrivi le diverse tipologie di legame chimico
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