La biologia è lo studio scientifico della vita e delle diverse forme

La biologia è lo studio scientifico della vita e
delle diverse forme viventi
Negli ultimi decenni enorme sviluppo di questa
disciplina
Importanti ricadute su settori come medicina,
agricoltura, rapporti sociali, psicologia, scienze
forensi, etc
Forte impatto sulla cultura e su vita quotidiana
Malgrado l’enorme biodiversità, esistono alcune proprietà
comuni a tutti gli esseri viventi
•
Ordine (esistenza di strutture ordinate)
•
“Progetto” interno
•
•
Regolazione (dell’ambiente interno)
Crescita e sviluppo (ogni organismo segue
un modello caratteristico della propria specie);
•
•
•
•
Uso di energia (per le funzioni vitali)
Risposta all’ambiente (o irritabilità)
Capacità di riprodursi
Evoluzione
La vita ha un’organizzazione gerarchica in cui ogni livello
strutturale ha come base quello sottostante
– La gerarchia parte dalle
molecole per arrivare agli
ecosistemi.
Livello di ecosistema
foresta pluviale
Un ecosistema è costituito dall’insieme di
tutti gli organismi che vivono in una
particolare area e dalle componenti fisiche
non viventi dell’ambiente (aria, suolo, luce
solare). L’ecosistema è il maggiore dei livelli
strutturali in cui è organizzata la vita.
Livello di comunità
tutti gli organismi
della foresta pluviale
Livello di popolazione
gruppo di volpi volanti
Livello di sistema
sistema nervoso
Livello di organo
cervello
Al di sotto del livello di ecosistema vi è quello
della comunità.
Una comunità è costituita dall’insieme di tutti
gli organismi che vivono in un ecosistema.
Livello di tessuto
tessuto nervoso
Livello di cellula
cellula nervosa
Livello di molecola
molecola di DNA
Sotto il livello di comunità abbiamo la popolazione, costituita da un gruppo
localizzato di individui di una stessa specie in grado di incrociarsi tra loro.
Sotto la popolazione c’è l’organismo.
Un organismo è una singola entità vivente.
Al di sotto del livello di organismo, l’organizzazione gerarchica della vita
prosegue con:
sistemi (o apparati);
organi;
tessuti;
cellule;
molecole.
Le cellule sono le unità strutturali e funzionali di cui sono costituiti i
viventi. La cellula è l’unità fondamentale della vita. È infatti la
struttura più semplice in grado di compiere tutte le attività richieste
per la vita.
•Possiamo distinguere due tipi di cellule:
– cellule eucariotiche: contengono organuli racchiusi in membrane,
tra i quali un nucleo che contiene il DNA cellulare.
– cellule procariotiche: prive di questo tipo di organuli e di
compartimentalizzazione membranosa, meno complesse, in genere
di dimensioni inferiori.
Cellula eucariotica animale
Nelle cellule eucariotiche si evidenziano le compartimentalizzazioni
I due tipi cellulari, pur mostrando notevole differenza di complessità
strutturale, condividono le stesse basi molecolari: entrambe usano il
DNA come materiale chimico per costituire i geni, le unità discrete
dell’informazione ereditaria.
A
Le molecole di DNA contengono
l’informazione genetica per
costruire le molecole che
costituiscono cellule e organismi.
Il DNA si trova in tutte le cellule e
l’informazione genetica è codificata
nello stesso modo in tutti gli
organismi.
Gli aspetti caratteristici di ogni specie (e di ogni
individuo) sono cofidicati dalle sequenza dei
nucleotidi, i quattro tipi di «mattoni» chimici che
costituiscono le due catene elicoidali di DNA.
C
T
A
T
A
C
C
G
T
A
G
T
A
Gli organismi e i loro ambienti formano reti interconnesse
Ogni organismo interagisce con l’ambiente in cui vive formando una
rete complessa di relazioni che collegano gli esseri viventi al loro
ambiente.
Gli ecosistemi cono caratterizzati
da:
-Flusso di materia: trasferimento
delle sostanze nutritive chimiche
dall’atmosfera e dal suolo, ai
produttori, ai consumatori, ai
decompositori e indietro
all’ambiente (riciclo).
- Flusso di energia: gli ecosistemi
ricevono energia dal sole e la
trasformano in energia chimica;
parte di essa viene infine dispersa
nell’ambiente (come calore) (flusso a
senso unico).
Sole
Atmosfera
Apporto
di
energia
luminosa
O2
CO2
CO2
Energia chimica
Produttori
Riciclaggio
degli elementi
chimici
nutritivi
Consumatori
Decompositori
H2O
Suolo
Ecosistema
Dispersione
di energia
sotto forma
di calore
Le forme di vita si possono classificare in 3 domini
tre grandi categorie tassonomiche :
Protista
Fungi
SEM 25 000´
Eubacteria
SEM 3250´
•Eubacteria (eubatteri)
procarioti
•Archeabacteria (archebatteri o archei);
•Eukarya, il dominio degli eucarioti, suddiviso nei 4 regni dei
protisti,funghi, piante animali.
Archebacteria
Plantae
Animalia
Proteine di organismi diversissimi, ma con funzione
corrispondente, sono molto simili
Es proteina di controllo del ciclo cellulare di lievito e umana
Geni quasi identici controllano le stesse caratteristiche
Es mutazione su gene kità macchia bianca sulla fronte
L’evoluzione spiega unitarietà e
diversità della vita
C’è una sorprendente unità soprattutto nei
livelli gerarchici più bassi
dell’organizzazione biologica (es DNA e
codice genetico, sistemi biochimici, etc).
Unità e diversità si spiegano con
l’evoluzione: la vita evolve di continuo e
tutti gli organismi sono imparentati tra loro
Il naturalista inglese Charles Darwin pubblicò uno dei libri
più importanti e controversi mai scritti (L’origine delle specie
per selezione naturale) in cui propose la teoria della
selezione naturale.
La selezione naturale è un meccanismo di
«rielaborazione» che si verifica quando le popolazioni o gli
organismi, con variazioni ereditabili, vengono esposti a
fattori ambientali che favoriscono il processo riproduttivo di
alcuni individui rispetto ad altri.
(1) Popolazione con varie
caratteristiche ereditarie
1
(2) Eliminazione degli individui
con certe caratteristiche
2
(3) Riproduzione degli organismi
sopravvissuti
3
Tutti gli organismi possiedono adattamenti, cioè caratteristiche che si
sono evolute mediate la selezione naturale.
Orca
Pangolino
Esiste anche la selezione artificiale, operata dall’uomo:
es. razze canine, varietà di ortaggi…
La base chimica della vita
La vita richiede circa 25 elementi chimici (su un totale di 92 in natura) che
possono combinarsi tra loro per formare composti
Per la vita sono fondamentali circa 25 differenti elementi chimici :sostanze che
non possono essere scomposte in altre sostanze mediante mezzi chimici
tradizionali.
Ossigeno, carbonio, idrogeno, e
azoto sono i 4 elementi
fondamentali per costruire la
maggior parte della materia
vivente
Gli elementi in tracce
(oligoelementi) sono essenziali
almeno per alcuni organismi, ma
in minime quantità.
Certi oligoelementi, come il Fe,
sono indispensabili per tutte le
forme di vita, mentre altri lo sono
solo per alcune specie.
Carenze alimentari in alcuni oligoelementi possono causare diverse
condizioni patologiche.
Il fluoro sottoforma di fluoruro, aiuta a prevenire la carie interagendo con i
batteri che la causano.
Una carenza di iodio impedisce il normale funzionamento della ghiandola
tiroide, provocandone l’ingrossamento (gozzo).
Gli elementi chimici possono combinarsi insieme per formare i
composti.
Un composto è una sostanza costituita da più elementi
combinati secondo un rapporto fisso.
Sodio
Cloro
Cloruro di sodio
L’atomo (dal greco àtomos: «indivisibile») è la più piccola unità di materia che
conserva le proprietà di un elemento
Un atomo è costituito da protoni e neutroni situati in un nucleo centrale.
Il nucleo è circondato da elettroni organizzati in gusci elettronici.
– –
+
+
2e–
+
+
Nuvola
elettronica
Nucleo
2 + Protoni
2
Neutroni
Nuvola
elettronica
6e–
++
Numero di massa = 4
2 – Elettroni
Gli atomi di ciascun elemento sono
caratterizzati da uno specifico numero di
protoni, che rappresenta il numero atomico.
Nucleo
6 + Protoni
6
Neutroni
6 – Elettroni
Numero di massa = 12
Isotopi
– Il numero di neutroni in un atomo può variare.
– Alcuni elementi presentano forme diverse di atomi dette isotopi.
– Alcuni isotopi sono radioattivi (nucleo instabile emette energia)
I biologi spesso usano i traccianti radioattivi per seguire le trasformazioni
chimiche subite dalle molecole negli organismi. Spesso usati nella diagnostica
medica in combinazione con sofisticate strumentazioni per la realizzare immagini.
• La configurazione elettronica di un atomo ne determina le proprietà chimiche
•Gli elettroni in un atomo si dispongono in gusci elettronici che possono contenere
numeri diversi di elettroni.
Guscio elettronico più esterno (può contenere fino a 8 elettroni)
Guscio elettronico più interno (può contenere fino a 2 elettroni)
Elettrone
Idrogeno (H)
Numero atomico = 1
Carbonio (C)
Numero atomico = 6
Azoto (N)
Numero atomico = 7
Ossigeno (O)
Numero atomico = 8
– Quando 2 atomi con un guscio elettronico incompleto reagiscono, ciascuno di
essi mette in comune (cede oppure riceve) elettroni, in modo da occuparlo
completamente.
– Queste interazioni solitamente fanno sì che gli atomi vengano tenuti insieme
da forze di attrazione chiamate legami chimici.
2 tipi fondamentali di legame chimico
Il legame ionico è l’interazione che si stabilisce tra ioni di carica opposta
Quando gli atomi cedono o ricevono elettroni si creano atomi carichi cioè ioni.
–
Trasferimento di
elettroni
–
+
Na
Cl
Na
Atomo di sodio
Cl
Atomo di cloro
Na
Na+
Ione sodio
–
Cl
Cl–
Ione cloro
Cloruro di sodio (NaCl)
Na+
Cl
–
Si forma un solido con struttura
cristallina
Nel legame covalente due atomi mettono in comune una o più coppie di
elettroni poste sui livelli energetici più esterni, formando molecole.
Le molecole possono essere
rappresentate in molti modi.
2 H2
O2
2 H2O
polarità
L’acqua è fondamentale per la vita.
le caratteristiche chimiche dell’H2O spiegano
proprietà biologiche importanti
La molecola dell’acqua è polare
(una molecola è non polare quando i suoi atomi
legati da legame covalente condividono gli elettroni equamente).
legame covalente polare →condivisione degli elettroni
tra gli atomi è asimmetrica → si crea una molecola polare
La polarità della
molecola dell’acqua
consente
la formazione del
legame idrogeno
Legame (–)
idrogeno (+)
H
(+)
O
(–)
(–)
(+)
H (+
)
(–)
(–)
(–)
O
H
(+)
H
(+)
Polarità e presenza di legami idrogeno determinano:
•Coesione→trasporto radici-foglie
•Tensione superficiale
•Elevata capacità termica (H2O immagazzina e rilascia elevate quantità di
calore, con minime variazioni di T)
•→ funzione mitigatrice di oceani e acque superficiali e resistenza a
cambiamenti termici;
• →sudorazione come mecc. di raffreddamento
Legame idrogeno
Acqua allo stato liquido
I legami idrogeno si spezzano
e si formano continuamente
Ghiaccio
I legami idrogeno sono stabili
Il ghiaccio è meno denso dell’acqua allo stato liquido
nel ghiaccio ↑N di legami idrogeno →molecole tenute insieme in modo meno
denso che nell’acqua allo stato liquido. (Il ghiaccio galleggia, proteggendo i laghi
e gli oceani dal congelamento)
Na+
Cl
–
Ioni in
soluzione
–
Na+
+
Cl–
–
+
+
–
–
+
+ –
–
–
+
–
–
+
–
Cristallo di sale
L’acqua è un solvente versatile
I soluti polari o carichi si sciolgono quando le
molecole d’acqua li circondano, formando
soluzioni acquose.
Molecole idrofiliche: solubili in acqua
Molecole idrofobiche: insolubili in acqua
perchè apolari e prive di carica - sono escluse dal legame con l’acqua e
quindi “costrette” ad associazioni apolari tra loro
La chimica della vita è influenzata dall’acidità e dalla basicità
H2O↔ H+ + OH-
L’acidità è misurata sulla scala
del pH che va da 0 (massima
acidità) a 14 (massima
basicità).
Ogni unità di pH corrisponde ad
un cambiamento di dieci volte
nella concentrazione di ioni H+
Il pH della maggior parte delle
cellule è tenuto vicino a 7
(neutro) dalle sostanze
tampone che contrastano i
cambiamenti di pH
H+
Scala del pH
0
1
H+
H+ OH– H+
OH– H+ H+
H+ H+
Soluzione acida
OH–
OH–
OH–
H+ H+
–
OH– OH
+
H H+ H+
Soluzione neutra
OH–
OH–
H+ OH–
OH– OH– –
OH
H+
OH–
Soluzione basica
ACIDITÀ in aumento
Un composto chimico che cede
ioni H+ a una soluzione è un
acido.
Un composto che è in grado di
accettare ioni H+ rimuovendoli
da una soluzione è una base.
NEUTRALITÀ
[H+]=[OH–]
2
Succo di limone, succhi gastrici
3
Succo di pompelmo
4
Succo
di pomodoro
5
6
Urina
7
Acqua pura
Sangue umano
8
BASICITÀ in aumento
L’acqua si dissocia
Acqua di mare
9
10
Bicarbonato
11
12
13
14
Ammoniaca
per uso domestico
Candeggina
per uso domestico
Schiuma detergente
per forni
Acqua
Le cellule sono formate da acqua e da molecole organiche cioè
contenenti CARBONIO
Formula
di struttura
Modello a sferette
e bastoncini
H
H
H
C
Modello
a spazio pieno
H
H
Metano
H
C
H
H
I quattro legami semplici del carbonio
determinano i vertici di un tetraedro
Un atomo di C può formare 4 legami covalenti.
Questi legami gli permettono di formare
composti organici con scheletri carboniosi
vari per lunghezza e ramificazione (grandi
molecole, molto diverse tra loro).
In questi composti Il C lega C, H, O ed N.
I gruppi funzionali determinano le caratteristiche chimiche dei composti
organici
In una molecola organica, i gruppi funzionali sono gruppi di atomi che
partecipano alle reazioni chimiche e che conferiscono proprietà particolari
Le 4 classi principali di molecole biologiche sono:
carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici
Molte molecole biologiche sono ”gigantesche” (dal pv molecolare)
Sono polimeri= unione di monomeri
H
OH
Breve polimero
Condensazione
H
O
H
Monomero isolato
H
Sintesi di polimeri per
condensazione di monomeri
H2 O
H2 O
O
H
H
Polimero più lungo
Degradazione di polimeri per idrolisi
le molecole di acqua rompono legami tra
monomeri
OH
Idrolisi
H
OH
H
OH
Carboidrati
Sono molecole polari con funzione energetica e/o strutturale
I monomeri costituenti i carboidrati sono i monosaccaridi o carboidrati semplici
C
Miele= miscela di 2 zuccheri semplic:i Glu e Fru
H
O
H
H
C
O
H
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
O
H
H C
OH
H
C
OH
C
OH
H
C
O
H
H
Glucosio
H
H
O
Fruttosio
C
O
C
H
H
In genere i monosaccaridi hanno formule grezze che sono multipli di CH2O.
Caratteristica degli zuccheri è la presenza di:
•un certo numero di gruppi funzionali ossidrilici (-OH) che conferiscono
allo zucchero caratteristiche alcoliche;
•un gruppo carbonilico (>C=O) che, a seconda di dove è posizionato,
conferisce caratteristiche aldeidiche o chetoniche.
I monosaccaridi possono anche presentarsi sotto forma di strutture ad anello:
6 CH2OH
H
5C
H
H
4C
OH
OH
3C
H
CH2OH
O
H
C 1
H
OH
HO
O
H
OH
H
H
OH
O
H
OH
C2
OH
Formula di
struttura
Struttura
semplificata
Formula
semplificata
CH2OH
H
Due monosaccaridi possono unirsi
mediante condensazione per formare
disaccaridi
come il saccarosio (lo zucchero da
tavola Glu-Fru),
il maltosio (Glu-Glu)
HO
CH2OH
O
OH
H
H
H
H
H
OH
Glucosio
H
H
OH
HO
OH
O
H
OH
H
OH
Glucosio
H2O
CH2OH
H
HO
CH2OH
O
H
OH
H
H
H
O
e il lattosio (Glu-Gal) .
Maltosio
O
H
OH
H
H
OH
I polisaccaridi sono polimeri formati da centinaia o migliaia di monosaccaridi
Le molecole di monosaccaride sono unite tra loro per condensazione.
Alcuni polisaccaridi sono sostanze di riserva che le cellule demoliscono quando
hanno bisogno di zucchero (energia).
Granuli di amido in
cellule di tubero di
patata
O
O
O O
O
O
O
O
Glicogeno
O
O O
Fibre di cellulosa nella parete
di una cellula vegetale
Molecole
di cellulosa
O
O
O
Granuli di glicogeno
nel tessuto
muscolare
Monomeri
di glucosio
Amido
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
Cellulosa
OO
OO
OO
OO
O OH
O OH
O
OO
OO
OO
O O
O
O O
O
Glicogeno e amido polimeri lineari del Glu: riserva energetica di animali e piante
Cellulosa: polimero di Glu→ funzione strutturale nei vegetali → orgazizzaz. in fibrille
I lipidi comprendono diversi composti formati essenzialmente da atomi di C e di H
uniti tra di loro con legami covalenti non polari.
Sono idrofobi: non miscibili con l’acqua. Essendo per la maggior parte non polari,
le molecole dei lipidi non sono attratte dalle molecole d’acqua, che sono polari.
I lipidi comprendono classi di molecole
con struttura e funzione varie
- Acidi grassi (saturi- oli o insaturi- grassi animali)
-Trigliceridi (funz. deposito Energia)
-Steroidi (4 anelli fusi, funz varie, componenti membrana e ormoni)
-Cere (formano rivestimenti resistenti all’acqua, per es nei vegetali)
-Fosfolipidi (componenti membrana)
H
H
C
H C
OH OH
H
C H
OH
HO Glicerolo
C O
H2O
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
Acido grasso
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
H
H
H
H
C
C
C
O
O
O
C
O C
O C
H
O
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH
CH2
CH2
CH22
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH3
Condensazione tra
acido grasso e OH del
glicerolo
H3 C
CH3
CH3
CH
HO
CH2
Colesterolo
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
glicerolo + 3 acidi
grassi= trigliceride
CH3
CH3
Acidi grassi saturi ed insaturi
Acidi grassi combinati sotto forma di
esteri con alcool: trigliceridi
Proprietà dei lipidi dipendono dalle catene di acido grasso che li compongono
Lipidi complessi polari:
glicerofosfolipidi
Steroidi
Proteine: polimeri lineari di amminoacidi
Elevata complessità strutturale
Funzioni molto varie:
•p. contrattili (es proteine muscolo)
•p. deposito (es albumina)
•p. Trasporto (es Hb)
•p. strutturali (es cheratina, fibroina, …)
•Ruolo catalitico: enzimi
•di difesa (anticorpi) –
•Messaggi chimici: e regolatori ormoni - fattori di crescita
•Recettori
•Tossine
•Regolatori: fattori trascrizionali
Le proteine sono coinvolte in quasi tutte le attività di una cellula.
Le proteine sono costituite solo da 20 tipi diversi di amminoacidi
La diversità tra proteine è basata sulle differenti catene in cui si può assemblare un
gruppo comune di 20 monomeri di amminoacidi
•Ogni amminoacido contiene:
– un gruppo amminico;
– un gruppo carbossilico;
– un gruppo R, la regione variabile che determina le proprietà
specifiche di ciascuno dei 20 diversi amminoacidi.
H
O
H
N
C
H
C
OH
R
Gruppo
amminico
Gruppo (acido)
carbossilico
•Ogni amminoacido ha proprietà specifiche basate sulla propria
struttura: caratteri chimici del gruppo R
Esistono
•aa idrofobici
•e aa idrofilici (carichi e non carichi)
H
H
O
N
H
H
CH2
CH
O
N
C
C
CH3
H
H
OH
H
C
H
N
C
CH2
OH
Idrofobico
C
H
C
OH
CH2
OH
C
CH3
Leucina (Leu)
O
OH
Serina (Ser)
O
Acido aspartico
(Asp)
Idrofilico
Nel polipeptide gli amminoacidi si legano tra loro mediante condensazione e
formazione di legami peptidici
O
N
H
H
H
H
C
Legame
peptidico
Gruppo
amminico
Gruppo
carbossilico
C
R
+
OH
Amminoacido
O
H
N
C
Reazione
di condensazione
H
C
H
R
N
OH
Amminoacido
H2O
H
H
O
C
C
R
H
N
C
H
R
O
C
Dipeptide
Sono possibili infinite combinazioni lineari di AA, quindi infinite sequenze
polipeptidiche.
La sequenza di AA definisce la struttura di una proteina e quindi la sua
funzione.
Nelle proteine stretto legame tra
STRUTTURA
FUNZIONE
OH
Nelle proteine stretto legame tra
STRUTTURA
FUNZIONE
Una proteina è costituita da una o più catene
polipeptidiche ripiegate secondo
una particolare
configurazione che determina la funzione della proteina.
Scanalatura
Scanalatura
Se la proteina perde FORMA mediante DENATURAZIONE
perde la sua FUNZIONE.
IN UNA PROTEINA SI RICONOSCONO 3 o 4 LIVELLI STRUTTURALI
Leu Met
Pro
Struttura primaria
Gly
Thr
Gly Glu
Cys
Ser Lys
Asn Val
Val
Lys
Val
1. struttura primaria di una proteina è
la sequenza di amminoacidi che
formano la sua catena polipeptidica
Ala
Ile
Val
Ala
His
Val
Phe
Arg
Leu Asp Ala Val Arg Gly Ser Pro
Amminoacidi
Legame
idrogeno
O H
C
2. struttura secondaria:alcuni tratti del
polipeptide si ripiegano o formano delle
spirali stabilizzate da legami idrogeno.
spiralizzazione →struttura secondaria
alfa elica.
Ripiegamento → struttura secondaria
foglietto ripiegato
C
O C
N H
O
C
C
N
C
H O
C
C
N
H O
C
N H
O C
N H
C
O
C
N H
N
H
C
O
C
C
N H O
C
N H
O C
C
C
Alfa elica
R
H C
N H
N
H
H
C C
N
R
O
CC
O
N
C
H
CN
H
O
H
CC N C
CN
O
O
H
O
CC
N
C
H
C N
C
O
H
H
O
C N C
O
C N
H
C
O
C N C
C
H
H
N
O C
O
C N CC
H
N
C
H
O
C N C
H O C
CN
H
C
O
Foglietto ripiegato
struttura secondaria
3. struttura terziaria: la forma
generale tridimensionale di un
polipeptide.
In genere dovuta ai legami H e ionici
tra alcuni dei gruppi R polari e alle
interazioni tra gruppi R idrofobici del
polipeptide.
Polipeptide
(singola unità
di transtiretina)
Catena polipeptidica
4. struttura quaternaria
risulta dall’associazione di due o più
catene polipeptidiche.
Un esempio di proteina con
struttura quaternaria è il collagene:
una proteina fibrosa costituita da tre
α-eliche avvolte a spirale
Transtiretina,
4 subunità
polipeptidiche
identiche
Collagene
Denaturazione delle proteine
Agenti denaturanti
Fisici: calore, radiazioni
Chimici: pH estremi, alta conc.
urea, guanidina ecc.
•Lasciano intatta solo la struttura primaria
•modificano proprietà chimico-fisiche
•perdita attività biologica
•se si allontanano, in molte proteine
rinaturazione
Gli acidi nucleici sono polimeri deposito di informazioni
•Gli acidi nucleici sono polimeri di nucleotidi o POLINUCLEOTIDI
•2 tipi di acidi nucleici:
l’acido ribonucleico (RNA) e l’acido deossiribonucleico (DNA).
•Il DNA e l’RNA hanno funzione di stampo per l’assemblaggio delle proteine e
controllano la vita di una cellula.
nucleotide
Un polinucleotide si forma per
condensazione a partire dai suoi monomeri.
Il gruppo fosfato di un nucleotide si lega allo
zucchero del nucleotide successivo
andando a costituire uno scheletro
zucchero-fosfato con le basi azotate
collocate all’esterno di questa impalcatura.
A
T
C
G
T
Scheletro zucchero-fosfato
Un monomero nucleotidico consiste in 3 parti:
1. Zucchero (deossiribosio o ribosio)
2. Gruppo fosfato
3. Base azotata
FORMAZIONE DEL LEGAME
FOSFODIESTERICO
Nucleotide
filamento polinucleotidico
Il DNA è formato da 2 polinucleotidi avvolti
uno sull’altro in una doppia elica.
Le basi rivolte vs interno si appaiano in
modo specifico mediante legami H (deboli
singolarmente ma con effetto cumulativo)
C
A
C
C
A-T
C-G
T
G
G
A
T
C
G
A
Differenze dell’ RNA
- filamento polinucleotidico singolo
- ribosio invece di deossiribosio
- Uracile invece di Timina
A
Coppia di basi
T
G
T
A
C
T
A
A
Maggiore instabilità,
ruolo di vettore di informazione
(transitorio) non deposito stabile.
T
T
Nel DNA si trovano i geni: specifici tratti contenenti
istruzioni per la sintesi di un polipeptide
Il materiale genetico, cioè l’insieme delle
informazioni che definiscono un organismo vivente,
è contenuto in gigantesche molecole di DNA sotto
forma di un codice molecolare (codice genetico).
I genomi hanno organizzazione e dimensione diverse
Analisi e confronto tra sequenze di genomi di organismi diversi usati per stabilire
relazioni evolutive
composizione chimica tipica di una cellula

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