lOMoARcPSD|21067007 Risposte fondamenti biologia e chimica fondamenti di biologia e chimica (Università telematica e-Campus) Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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. Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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. Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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; Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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. Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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; Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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: Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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. Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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. Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 . Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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%. Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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. Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected]) lOMoARcPSD|21067007 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 Downloaded by Luciano Giglio ([email protected])
