S. Beninati Tel. 0672594228 e-mail:beninati@uniroma2.it CITOLOGIA S. Beninati Tel. 0672594228 e-mail:beninati@uniroma2.it

Le caratteristiche della vita Nessuno, ancora oggi, è in grado di dare una definizione esatta ed univoca della vita. Per stabilire se “la materia” sia o meno dotata di vita si ricorre ad una serie di caratteristiche: reazione agli stimoli esterni; movimento; consumo di energia; secrezione ed escrezione; presenza di cellule; complessità chimica; composizione chimica; crescita e sviluppo; riproduzione ed ereditarietà; adattamento.

Reazione agli stimoli esterni La reazione agli stimoli esterni racchiude in essa tutte le altre capacità. Essa è la possibilità di percepire determinati messaggi provenienti dall’ambiente circostante e di saper reagire in maniera appropriata.

Funzioni degli organismi Al fine di svolgere questa funzione tutti gli organismi viventi devono essere capaci di: consumare e immagazzinare energia; essere quindi formati da cellule e da una complessa composizione chimica; comunicare fra di loro per mezzo di segnali (secrezione); eliminare le sostanze di rifiuto frutto del catabolismo cellulare (escrezione); allontanarsi dal pericolo o raggiungere un ambiente adatto (movimento); di rinnovarsi e di crescere; di tramandare alla progenie caratteristiche utili per l’adattamento all’ambiente (ereditarietà); di generare altri organismi (riproduzione).

Funzioni degli organismi Al fine di svolgere questa funzione tutti gli organismi viventi devono essere capaci di: consumare e immagazzinare energia; essere quindi formati da cellule e da una complessa composizione chimica; comunicare fra di loro per mezzo di segnali (secrezione); eliminare le sostanze di rifiuto frutto del catabolismo cellulare (escrezione); allontanarsi dal pericolo o raggiungere un ambiente adatto (movimento); di rinnovarsi e di crescere; di tramandare alla progenie caratteristiche utili per l’adattamento all’ambiente (ereditarietà); di generare altri organismi (riproduzione).

PROTOZOI Ameba Euglena

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le proteine Il movimento ad esempio, si attua grazie alle proteine contrattili cioè capaci di mutare la loro forma nello spazio. Sempre dall’ambiente la cellula riesce a prelevare sostanze nutrienti che utilizzerà per ricavare energia necessaria per il mutamento conformazionale delle proteine e per le reazioni chimiche. L’ingresso di queste sostanze utili, avviene grazie sempre a proteine della membrana capaci anche loro di mutare conformazione e di aprirsi a canali attraverso i quali le sostanze possono entrare o uscire.

TRASPORTO CELLULARE

Con quale meccanismo le proteine riescono a cambiare la loro conformazione

Quando un atomo assorbe energia un elettrone passa da un livello più interno ad uno più esterno, compiendo il cosiddetto salto quantico o transizione elettronica, e l’atomo si viene a trovare in una situazione di instabilità, chiamata stato eccitato. Quando l’elettrone ritorna al livello energetico di partenza, viene restituita esattamente la medesima quantità di energia assorbita e l’atomo riacquista stabilità, cioè lo stato fondamentale.

I peptidi sono catene di amminoacidi Due molecole di amminoacidi possono unirsi covalentemente mediante un legame ammidico, chiamato LEGAME PEPTIDICO. Il legame peptidico è una reazione di condensazione. OLIGOPEPTIDE: piccolo numero di amminoacidi. POLIPEPTIDE: elevato numero di amminoacidi. Massa inferiore a 10.000.

I polipeptidi hanno una caratteristica composizione di amminoacidi Quando una proteina viene completamente idrolizzata, produce una miscela di amminoacidi.

Le proteine hanno diversi livelli di struttura Insieme dei legami covalenti (legami peptidici e ponti disolfuro) che uniscono le subunità monomeriche di una proteina. Si riferisce a disposizioni particolarmente stabili dei residui amminoacidici che danno origine a organizzazioni strutturali ricorrenti, Descrive tutti gli aspetti del ripiegamento tridimensionale di un polipeptide. Descrive la disposizione nello spazio di due o più subunità polipeptidiche.

MUTAMENTI CONFORMAZIONALI La rotazione attorno a legami particolari permette il cambiamento di forma delle proteine. La rotazione è possibile quando viene fornita energia agli atomi che compongono la proteina La conformazione assunta è instabile, la proteina cede energia e torna allo stato nativo

Mutamenti conformazionali Sempre dall’ambiente la cellula riesce a prelevare sostanze nutrienti che utilizzerà per ricavare energia necessaria per il mutamento conformazionale delle proteine e per le reazioni chimiche. L’ingresso di queste sostanze utili, avviene grazie sempre a proteine della membrana capaci anche loro di mutare conformazione e di aprirsi a canali attraverso i quali le sostanze possono entrare o uscire.

TRASPORTO

TRASPORTO TRANSMEMBRANA

energia All’interno della cellula le sostanze nutritive, libereranno la loro energia che verrà conservata sotto forma di un composto chimico altamente energetico, l’adenosin-trifosfato (ATP). Tale reazioni avvengono essenzialmente all’interno di un organulo denominato mitocondrio

ENERGIA CHIMICA ADENOSIN-TRIFOSFATO (ATP)

MITOCONDRIO CENTRALE ENERGETICA DELLA CELLULA

MOVIMENTO CELLULARE Il movimento di sostanze (in genere proteine) si attua anche all’interno della cellula. Infatti vescicole ricche di proteine si muovono per raggiungere il loro sito d’azione attraverso proteine capaci anch’esse di mutare forma e di camminare su binari detti microtubuli.

PROTEINE PROTEINE

VESCICOLA RICCA DI PROTEINE CHINESINA MOTOR HEADS CHINESINA MICROTUBULO

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INTERAZIONE CON L’AMBIENTE Da quanto esposto risulta chiaro che la capacità di interagire con l’ambiente di un organismo sia esso mono- che pluri-cellulare, dipende essenzialmente dalla presenza di proteine che ricevendo energia cambiano forma e permettono la formazione di canali o il movimento. Queste due azioni sono essenziali per la vita della cellula.

Sintesi delle proteine Questo spiega perché le proteine vengono sintetizzate nella cellula grazie a informazioni precise presenti nel DNA, a differenza di altre componenti chimiche (lipidi, amminoacidi, ormoni non proteici, zuccheri) che non hanno bisogno degli acidi nucleici per la loro sintesi.

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La vita In conclusione la vita si può definire come la capacità di un organismo di interagire con l’ambiente esterno, rispondendo agli stimoli che provengono da esso attraverso la funzione primaria delle proteine cellulari.