PICCOLO GLOSSARIO   SCIENTIFICO          a cura di   MICHELANGELO VERNICE
PREMESSAIl presente elaborato non ha la presunzione diessere un testo scientifico, cui si rimanda perulteriori approfondim...
termine BATTERI (cui è dedicato ampio spazio)utilizzato come “trampolino di lancio” per definire, inmodo scientificamente ...
INFORMAZIONI TECNICHE PER LUTILIZZO            DEL GLOSSARIOPer una lettura agevole del testo (che non sia riferita allacu...
ACRONIMO: parola formata con una o più lettere iniziali di altre parole;sinonimo di sigla.AEROBIO: riferito ad un organism...
in acqua), acidi o basici a seconda del loro comportamento in un mezzoacquoso; inoltre, ogni residuo occupa nello spazio t...
BATTERI: plurale del termine BATTERIO, dal greco βακτήρίον =bastoncello. Termine usato per indicare tutti i microrganismi ...
Le dimensioni dei batteri sono assai variabili: la lunghezza solitamenteinferiore a 10 μm può, in alcune specie, superare ...
A                           B                        C         Figura 3 . A diplococchi; B streptococchi; C staffilococchi...
un esigua popolazione batterica.Il tempo di divisione cellulare è variabile da specie a specie ed è in funzionedi alcuni f...
permettono la digestione della cellulosa.Le specie batteriche patogene rappresentano una minima frazione deibatteri esiste...
CITOPLASMA: è la porzione della cellula rinchiusa fra la membranacellulare ed il nucleo in cui sono immersi i diversi comp...
(viola); al termine della colorazione si può osservare come alcuni batteririsultino colorati in VIOLA (poiché il decoloran...
I cromosomi sono i detentori delle informazioni genetiche checaratterizzano un essere vivente: limmensità di variabili che...
contenente azoto che conferisce carattere di basicità alle soluzioni in cui èimmersa (come una soluzione acquosa MOLTO dil...
DNA (la lunghezza di ogni singolo filamento, in termini di basi azotate, è infunzione del grado evolutivo dellessere viven...
FLAGELLO: identico per costituzione alle ciglia differisce dalle stesse peruna maggiore lunghezza; inoltre le cellule flag...
GRAM NEGATIVO (GR-): al contrario delle specie gram positive (GR+) ibatteri GR- risultano di colore rosso/fucsia dopo esse...
il legame peptidico è un legame relativamente “debole” che può esserespezzato ad una temperatura superiore ai 60°C.LIPIDE:...
R1       R            R2   C        C      R    C          C         C        C                 R3       R                ...
O      H2C       OH                    HO          C      R                                                  O       HC   ...
CH2COOR                     CHCOOR                     CH2PO3CH2CH2NH2Fig 17: struttura di un fosfolipide: si noti che uno...
MEMBRANA PLASMATICA: conosciuta anche come MEMBRANACELLULARE o PLASMALEMMA è una membrana a doppio stratofosfolipidico (fi...
NUCLEOLO: è un corpuscolo di forma tondeggiante privo di membranapresente nel nucleo di tutte le cellule eucariote ma asse...
PROTEINE: le proteine sono molecole scoperte nel 1839 dal chimicoolandese Gerardo Johannes Mulder nel corso di studi sulla...
●   Associazioni proteiche rendono possibile le contrazioni muscolari e         la motilità cellulare, si tratti di batter...
“ELICOIDALI” o “FUSILLI” nel primo caso ed ad un foglio di carta      pieghettato ordinatamente) sono proteine con STRUTTU...
RNA: è la sigla che identifica lACIDO RIBONUCLEICO, unPOLINUCLOTIDE come il DNA che dallo stesso differiscebiochimicamente...
SINTESI PROTEICA: la sintesi proteica è il processo con cui, in ogniessere vivente, vengono costruite le proteine utilizza...
linput per rilasciare laminoacido trasportato alla catena polipeptidicanascente sul ribosoma: se la sequenza del CODONE su...
TOSSINE: sono sostanze, prevalentemente di origine proteica, prodotteda microrganismi (batteri, virus etc.) piante ed anim...
duplicazione del proprio materiale genetico, leventuale trascrizione delDNA (se si tratta di un virus a DNA) o la traduzio...
BIBLIOGRAFIALILIA ALBERGHINA“Biologia, sviluppi e prospettive”Arnoldo Mondadori editore per la scuola, Milano giugno 1985J...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Piccolo glossario scientifico

1,157 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,157
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
18
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Piccolo glossario scientifico

  1. 1. PICCOLO GLOSSARIO SCIENTIFICO a cura di MICHELANGELO VERNICE
  2. 2. PREMESSAIl presente elaborato non ha la presunzione diessere un testo scientifico, cui si rimanda perulteriori approfondimenti riguardanti gli argomentitrattati, ma un introduzione divulgativa allaterminologia scientifica troppo spesso utilizzataesclusivamente ad uso e consumo degli addetti ailavori.Alcuni termini scientifici infatti sono entratiprepotentemente nel nostro linguaggio quotidiano(si pensi ai termini BATTERI, DNA, PROTEINE,AMINOACIDI, SINTESI PROTEICA piuttosto cheCARBOIDRATI, LIPIDI, TOSSINETOSSINFEZIONE ALIMENTARE o VIRUS)veicolati dalla stampa o dalla televisione,frequentemente senza spiegazioni aggiuntive.Il lavoro svolto nasce dallesigenza di fornire, allepersone coinvolte nei piani di autocontrolloalimentare aziendali (HACCP) prive di istruzionescientifica specifica (nozioni di BIOLOGIA eMICROBIOLOGIA), alcune informazioni necessariea capire limportanza dei piani di autocontrollostessi, ma si rivolge a chiunque abbia un pizzico dicuriosità scientifica: organizzato a mo di vocabolarioinfatti, il testo è incentrato sul significato del
  3. 3. termine BATTERI (cui è dedicato ampio spazio)utilizzato come “trampolino di lancio” per definire, inmodo scientificamente corretto ma noneccessivamente approfondito un corollario divocaboli ad esso correlati.Concepito con un linguaggio che è una miscellaneavolontaria fra il tecnico, il volgare ed il figurativoquesto piccolo glossario si propone come testointroduttivo per chi è completamente a digiuno diBIOLOGIA/MICROBIOLOGIA oltre che comesupporto per coloro che abbiano necessitàdivulgative e non vogliano utilizzare una terminologiaeccessivamente tecnica.Nella speranza di aver realizzato unopera disemplice e di agevole utilizzo sono a disposizione dellettore per eventuali critiche e suggerimenti.Buona lettura. Lautore Michelangelo VerniceInfo: miver@email.it
  4. 4. INFORMAZIONI TECNICHE PER LUTILIZZO DEL GLOSSARIOPer una lettura agevole del testo (che non sia riferita allacuriosità di un singolo termine) si consiglia di iniziare la stessa daltermine BATTERI lasciandosi guidare man mano dai collegamentiproposti come approfondimento dei termini utilizzati.Il presente elaborato è stato concepito per un suo utilizzomediante supporto multimediale o cartaceo.Se si consulta il testo mediante lausilio di un computer ènecessario che sullo stesso sia presente il software ADOBEACROBAT READER nelle versioni 5.0 o successive;durante lutilizzo si tenga presente che i termini preceduti da unafreccia, colorati in rosso, sottolineati e maiuscoli sonocollegamenti (link) ad argomenti non ancora trattati ed èsufficiente cliccarci sopra con il tasto sx del mouse pervisualizzarne il contenuto mentre i termini minuscoli, grassettatiin blu e sottolineati sono anchessi collegamenti ma riferiti adargomenti precedentemente trattati:la possibilità di rileggere nel breve periodo un concetto od unadefinizione può agevolarne infatti lapprendimento ma è liberascelta di chi legge farsi “trascinare” dal collegamento incontratoo visitarlo dopo aver finito di consultare una definizione.Se si utilizza il supporto cartaceo si tenga presente che valgonole stesse indicazioni sopra riportate ma i link in caratteriminuscoli appariranno grassettati in nero.
  5. 5. ACRONIMO: parola formata con una o più lettere iniziali di altre parole;sinonimo di sigla.AEROBIO: riferito ad un organismo qualsiasi (pianta, animale o batterio)sta a significare lesigenza di OSSIGENO (in qualsiasi forma) per lapropria sopravvivenza; fra i batteri esistono AEROBI OBBLIGATI (lapresenza di ossigeno e per questi organismi un esigenza irrinunciabile; adesempio luomo e un organismo AERROBIO OBBLIGATO che necessita diossigeno LIBERO in forma gassosa per la sua sopravvivenza ed i pesci sonoanchessi organismi AEROBI OBBLIGATI ma che possono utilizzarelossigeno molecolare LEGATO allidrogeno presente nellacqua e,generalmente, non possono utilizzare quello libero presente nellaria),AEROBI FACOLTATIVI che possono sopravvivere anche in condizione diassenza di ossigeno o MICROAEROFILI, che necessitano di ossigeno in unadeterminata concentrazione superata la quale non sono in grado disopravvivere.AMMINOACIDO o AMINOACIDO: composto organico in cui il carbonio silega a 4 componenti diversi contemporaneamente, 3 dei quali sono comuni atutti gli aminoacidi (-H idrogeno, -COOH gruppo carbossilico, -NH2 gruppoamminico; la presenza di queste ultime due componenti conferisce il nome alcomposto) ed una componente residuale variabile (-R). gruppo amminico gruppo carbossilico COOH H2N C H idrogeno C R residuo variabile Figura 5: struttura schematica piana di un amminoacidoLa componente residuale “imprime” allaminoacido precise caratteristiche,cosicché esistono aminoacidi idrofili (solubili in acqua), idrofobi (insolubili
  6. 6. in acqua), acidi o basici a seconda del loro comportamento in un mezzoacquoso; inoltre, ogni residuo occupa nello spazio tridimensionale volumidiversi (ingombro sterico) e ciò influisce sulla struttura finale della/ePROTEINA/E di cui sono componenti.Gli amminoacidi si dividono in essenziali (che non possono esseresintetizzati dallorganismi e che quindi devono essere assunti nella dietagiornaliera) e non essenziali (che quindi possono essere sintetizzatiallinterno dellorganismo).Gli aminoacidi sono i “mattoni” delle proteine : lunione di due aminoacidigenera un PEPTIDE (dipeptide), di 3 aminoacidi un tripeptide, con menodi 50 si parla di oligopeptidi e con catene aminoacidiche formate da più di50 aminoacidi si parla di POLIPEPTIDI o proteineANAEROBIO: Riferito ad un microrganismo sta a significare che può(ANAEROBIO FACOLTATIVO) o deve (ANAEROBIO OBBLIGATO)vivere in assenza di ossigeno. I CLOSTRIDI, ad esempio, sono batteriANAEROBI OBBLIGATI.AUTOTROFO: Riferito ad un organismo sta ad indicare la capacità dellostesso di produrre MOLECOLE ORGANICHE partendo da compostiinorganici utilizzando la luce come fonte energetica (FOTOAUTOTROFIcome le piante, in grado ad esempio di produrre CARBOIDRATIutilizzando anidride carbonica, acqua e energia solare oCHEMIOAUTOTROFI in grado di produrre ugualmente molecole organichecome i carboidrati ma in assenza di energia solare e quindi di luce).ACQUA: MOLECOLA composta da 2 atomi di IDROGENO ed 1 diOSSIGENO (in formula H2O) H H OANIDRIDE CARBONICA: molecola composta da 1 atomo di CARBONIO e2 di OSSIGENO (in formula CO2) o c o
  7. 7. BATTERI: plurale del termine BATTERIO, dal greco βακτήρίον =bastoncello. Termine usato per indicare tutti i microrganismi unicellulari PROCARIOTI ;i batteri, come tutti i microrganismi procarioti, hanno una PARETECELLULARE ed una MEMBRANA PLASMATICA (caratteristica questache gli accomuna ai microrganismi EUCARIOTI) ma sono privi di unamembrana che delimiti e protegga il loro nucleo ( MEMBRANANUCLEARE ) ed anche lassenza di questa membrana (cui si aggiungelassenza di un NUCLEOLO , di un RETICOLO ENDOPLASMATICO, diun APPARATO DEL GOLGI, di MITOCONDRI, CLOROPLASTI eRIBOSOMI di dimensioni ridotte) è una caratteristica che li distingue daimicrorganismi eucarioti.La parete cellulare conferisce rigidità alla cellula batterica ed assicuraloro gli scambi con lambiente esterno necessari alla sopravvivenza; lamembrana plasmatica ha la duplice funzione di proteggere lambienteinterno della cellula ( CITOPLASMA ) ed assicurare gli scambi conlesterno.Nei batteri, come in tutti i microrganismi procarioti, le informazionigenetiche necessarie ad esprimere i costituenti cellulari (proteine, LIPIDI, RNA, ribosomi etc.) sono contenute nel DNAorganizzato in un unico CROMOSOMA privo di proteine strutturali disupporto (altra differenza dagli eucarioti) CITOPLASMA DNA .......... RIBOSOMIMEMBRANA PLASMATICA PARETE CELLULARE Figura 1: struttura schematizzata di una cellula batterica (NOTA BENE: forma,dimensioni e proporzioni dei singoli componenti sono puramente esemplificativi)
  8. 8. Le dimensioni dei batteri sono assai variabili: la lunghezza solitamenteinferiore a 10 μm può, in alcune specie, superare i 600 μm(1 μm = 1 micrometro; 1 micrometro è la milionesima parte di un metro o lamillesima parte di un millimetro ossia 0,000001 metri!!!!).E possibile classificare i batteri in base a diverse caratteristiche;se si prende in considerazione la forma, mediante una osservazione con uncomune microscopio da laboratorio in un preparato a fresco odopportunamente colorato, possono essere divisi in COCCHI (di formasferica o quasi sferica, dal greco κοκκος = chicco), BACILLI (di formacilindrica, dal latino bacillum = bastoncello), COCCO-BACILLI (se cilindricima particolarmente corti), BACILLI FUSIFORMI (se presentano leestremità assottigliate), VIBRIONI o SPIRILLI (quando presentano una opiù curvature lungo lasse maggiore) A B C Figura 2: A cocco; B bacillo; C vibrioneFrequentemente, le singole cellule che si riproducono in un certo numero digenerazioni mantengono, per vario tempo, le stesse forme di aggregazione;questo tipo di aggregazioni (che è carattere distintivo delle cellule utileper un ulteriore classificazione) è conseguenza del modo in cui sisusseguono nel tempo le varie divisioni cellulari sui diversi piani di divisionepossibili.Ecco quindi che i cocchi possono presentarsi come DIPLOCOCCO, quando ibatteri sono aggregati in coppie, come STAFILOCOCCO quando siraggruppano in ammassi irregolari (dal greco στάφύλή = grappolo) o comeSTREPTOCOCCO, quando si dispongono in catenelle filamentose dilunghezza variabile (dal greco στρεπτος = collana) ed i bacilli possonoaggregarsi come DIPLOBACILLI o STREPOTOBACILLI.
  9. 9. A B C Figura 3 . A diplococchi; B streptococchi; C staffilococchiSe si prende in considerazione lesigenza di ossigeno atmosferico per lapropria sopravvivenza si distinguono batteri AEROBI ed ANAEROBI;se si considerano le fonti energetiche utilizzate si possono suddividere inAUTOTROFI (chemiositetici o fotosintetici, in grado cioè di prodursimolecole organichea partire da elementi inorganici in assenza od in presenza di energiasolare ) ed ETEROTROFI che invece possono solo utilizzare(METABOLIZZARE) composti organici precedentemente sintetizzati daaltri microrganismi; dal punto di vista della mobilità si distinguono in mobili(e quindi dotati di uno o più CIGLIA o FLAGELLI che nepermettono la mobilità) ed immobili;considerando infine la reazione alla COLORAZIONE DI GRAM possonoessere distinti in GRAM POSITIVI (GR+) o GRAM NEGATIVI(GR-) .I batteri sono stati in grado, nel corso dellevoluzione, di adattarsi amolteplici HABITAT e condizioni climatiche ed il loro successoevolutivo va ricercato anche nella loro velocità di moltiplicazione:la crescita batterica infatti ha un andamento esponeziale; questosignifica significa che il numero delle cellule raddoppia ad ogni divisionecellulare e partendo da 1 batterio si arriva a 1024 batteri dopo 10generazioni, 1.048.576 batteri dopo 20 generazioni, e 1.073.741.870batteri dopo 30 generazioni!!!!!!!!!Si tenga presente che, quando si parla di contaminazione batterica, non cisi riferisce ad un solo batterio ma a POPOLAZIONI batteriche composteda migliaia di microrganismi: ci si può così facilmente rendere conto conche rapidità una qualsiasi preparazione alimentare possa contaminarsi dopoessere venuta a contatto, accidentalmente o volontariamente, anche solo di
  10. 10. un esigua popolazione batterica.Il tempo di divisione cellulare è variabile da specie a specie ed è in funzionedi alcuni fattori quali temperatura di accrescimento e/o disponibilitànutritive e può variare ad esempio dai 15a 37°C (in brodo di colturaappositamente formulato) necessari alla specie Vibrio natriegens perduplicarsi sino alle 20 ore a 27°C occorrenti Nitrobacter agilis percompiere la medesima divisione cellulare.A titolo esemplificativo si voglia prendere in considerazione lo schema dicrescita batterica sotto riportato: Y FASE STAZIONARIA FASE DI MORTE n° cellule/ml coltura FASE ESPONENZIALE X tempo (ore) Figura 4: tipica curva di crescita di una cultura di battericome è possibile intuire dal grafico, una popolazione di cellule batteriche,opportunamente inoculate in un brodo di coltura (che altro non è che unnormalissimo brodo di carne/vegetale arricchito di nutrienti e sali minerali)dopo una breve fase di adattamento al nuovo ambiente (fase in cui lacrescita è quasi nulla), attraversano una fase di accrescimentoesponenziale cui segue una fase di morte per leccessiva presenzabatterica e lo scarseggiare dei nutrienti.E possibile tuttora isolarle batteri da qualsiasi ambiente: dal terreno,allacqua o dallaria e numerose sono le specie PARASSITE che checonvivono allinterno di altri organismi producendo anche dei benefici:alcune specie infatti sono produttrici di vitamine, altre impediscono laproliferazione di batteri PATOGENI allinterno del trattogastrointestinale; nelle specie animali erbivore e ruminanti inoltre
  11. 11. permettono la digestione della cellulosa.Le specie batteriche patogene rappresentano una minima frazione deibatteri esistenti e molte specie sono di notevole utilità per linteroecosistema: si pensi alle specie in grado di “respirare” lazoto atmosfericocontribuendo alla concimazione dei terreni, piuttosto che a quelle specieutilizzate nella produzione lattiero casearie (es. GORGONZOLA) od aquelle utilizzate in industria per la produzione di antibiotici (la penicillinaviene prodotta industrialmente “allevando” alcune muffe, Penicillumnotatum, Penicillum crysogenum, Aspergillus spp.), nelle fermentazioniindustriali o nella depurazione delle acque.Alcune specie batteriche, per contro, in determinate condizioni chimicofisiche ed ambientali in genere, possono dar luogo aTOSSINFEZIONI ALIMENTARI ed INTOSSICAZIONIALIMENTARI .Caratteristica di alcuni batteri è la capacità di produrre SPORE cheassicurano loro continuità esistenziale in casi di avversità (aumenti diimprovvisi di temperatura, sbalzi di pressione, mancanza di nutrienti etc.);va inoltre ricordato che alcune specie batteriche patogene possonosintetizzare TOSSINE (generalmente di origine proteica) che sonocausa o concausa di intossicazioni o tossinfezioni alimentari.CARBOIDRATI: molecole contenenti CARBONIO, IDROGENO edOSSIGENO; la formula generale lineare di un carboidrato è Cn(H2O)n dovela lettera “n” indica quante volte si ripete lelemento nelle struttura.I carboidrati sono comunemente conosciuti con il nome generico di zuccherio saccaridi.CIGLIA: sono piccole estroflessioni citoplasmatiche filiformi in grado dicompiere movimenti ritmici e coordinati, che consentono alle cellule liberedi muoversi in ambiente liquido e a quelle fisse di far scorrere materialisulla propria superficie (si pensi, ad esempio alle cellule cigliate chetappezzano le vie respiratorie ed hanno il compito di rimuovere le particelleestranee che vi transitano sopra).Sono più corte dei flagelli e molto meno numerose di questi ultimi nellecellule che ne sono provviste.
  12. 12. CITOPLASMA: è la porzione della cellula rinchiusa fra la membranacellulare ed il nucleo in cui sono immersi i diversi componenti cellulari(principalmente macromolecole proteiche in diversi stati di aggregazione,acidi nucleici, zuccheri e ioni); è un mezzo acquoso (acqua all 80%) ed alsuo interno, nelle cellule procariote avviene la sintesi proteica.Sinonimi di citoplasma sono IALOPLASMA o CITOSOL.COLORAZIONE: in microbiologia è linsieme di operazioni che si svolgono,mediante lausilio di opportune sostanze coloranti, per colorare unpreparato e visualizzarne il contenuto ingrandito con un microscopio ottico(a titolo di esempio, una fettina sottile di patata opportunamente trattatacon una soluzione IODIO-IODURATA chiamata “di LUGOL” metterà inevidenza labbondante contenuto di amido rinchiuso in apposite cellulechiamate AMILOPLASTI colorate in blu).In microbiologia si distinguono colorazioni “semplici”, in cui il preparatoviene messo a contatto con un unico colorante in un unico tempo prima di unosservazione al microscopio (con lunico scopo di evidenziare differenzemorfologiche fra batteri) e colorazioni “DIFFERENZIALI” in cui il numerodi coloranti aumenta e viene messo a contato con il preparato in tempisuccessivi; questo tipo di colorazioni permette di evidenziare differenze dicolorazione fra le varie specie batteriche diverse (conseguenza delladiversa composizione della parete cellulare ) e, talvolta, evidenziareparticolari strutture intracellulari.COLORAZIONE DI GRAM: è un tipo di colorazione differenziale messa apunto, verso la fine del 1800 dal patologo danese HANS CHRISTIANGRAM (1853-1938) che evidenzia la differenza della composizione dellaparete cellulare nelle diverse specie batteriche;tecnicamente si esegue mettendo a contatto il preparato con un primocolorante (CRISTALVIOLETTO) e, dopo il lavaggio del colorante ineccesso, si rafforza la colorazione con una soluzione acquosa diIODIO/IODURO DI POTASSIO che funge da “mordente” ( i mordentisono delle sostanze che formano dei composti insolubili con un colorante,rendendone più stabile ladesione al substrato); dopo i tempi tecnicinecessari alloperazione, il preparato è trattato con una soluzionedecolorante (alcool etilico o acetone) e successivamente con un secondocolorante (FUXINA BASICA) di colorazione diversa (rosso) dal primo
  13. 13. (viola); al termine della colorazione si può osservare come alcuni batteririsultino colorati in VIOLA (poiché il decolorante non riesce ad asportare ilprimo colorante con cui il preparato è venuto a contatto, il secondocolorante non può legarsi al substrato) e prendono il nome di gram positivi(GR+) ed altri appaiano ROSSI e sono detti gram negativi (GR-) (inqueste specie batteriche il decolorante utilizzato svolge la sua funzione edal preparato si fissa il secondo colorante).Lutilizzo dei simboli “+” e “-” è una convenzione.CROMOSOMA: è così chiamata la struttura in cui si organizza il materialegenetico ( DNA ) negli esseri viventi con sensibili differenze fra gliorganismi procarioti ed eucarioti: nei primi infatti lunico filamento diDNA presente risulta essere estremamente aggrovigliato ed impacchettatoin un unico cromosoma, privo di materiale proteico di supporto strutturaleNON delimitato da una propria membrana ed immerso nel citoplasma ;negli altri invece il DNA, oltre ad essere quantitativamente più abbondanterispetto ai procarioti, è notevolmente organizzato in un super avvolgimentoattorno a molecole proteiche (ISTONI) per “risparmiare” spazioallinterno dellesiguo volume cellulare (per focalizzare meglio il concetto:un gomitolo di lana occupa notevolmente meno spazio dello stesso filo nonavvolto ed in presenza di più fili di lana aggomitolati non cè il rischio diconfondere i diversi fili, la qual cosa ha la sua importanza nel processo dellasintesi proteica). Negli eucarioti, inoltre, i cromosomi prendono la tipicaforma di un bastoncino e risultano divisi in bracci di diversa lunghezza dalcentromero oltre ad essere in numero e forma specifica per ogni specie: lecellule somatiche delluomo ne contengono 46 di cui 22 coppie omologheche prendono il nome di autosomi (ogni cromosoma è numerato durante lespecifiche osservazioni cosicché del cromosoma 1 esiste una coppiaidentica per forma ed informazioni contenute ed idem dicasi per icromosomi dal 2 al 22) ed una coppia di cromosomi sessuali (XX nellafemmina, XY nei maschi); un corredo cromosomico così ottenuto è dettoDIPLOIDE in contrapposizione a quello contenuto nelle cellule sessuali cheè detto APLOIDE (e contiene 22 autosomi ed 1 cromosoma sessuale Y o Xnelluomo e X nella donna: nel momento in cui una cellula uovo APLOIDEviene fecondata da uno spermatozoo anchesso APLOIDE si forma unoZIGOTE dal corredo cromosomico DIPLOIDE, femmina se si incontrano XXe maschio se lo spermatozoo aploide contiene il cromosoma Y).
  14. 14. I cromosomi sono i detentori delle informazioni genetiche checaratterizzano un essere vivente: limmensità di variabili checontraddistingue un essere vivente contenuta nel DNA è organizzata sulcromosoma in differenti “porzioni” più o meno estese chiamate GENI; ogni GENE può esprimere una proteina il cui destino è specifico per ognitipo di gene (alcuni geni possono esprimere proteine strutturali, altriproteine funzionali come gli ENZIMI etc.).Ai microrganismi procarioti, batteri inclusi, è sufficiente un unicocromosoma per trasportare tutte le informazioni necessarie alla propriasopravvivenza e continuità evolutiva e, per giunta non così iperimpacchettato rispetto ad un cromosoma eucariote poiché le informazionicontenute sono notevolmente minori. braccio centromero Figura 6: rappresentazione schematica di un cromosoma; ogni braccio del cromosoma corrisponde ad una doppia elica di DNA superavvoltoDNA: e lacronimo di ACIDO DESOSSIRIBONUCLEICO in quanto lozucchero (saccaride, carboidrato) presente nella sua struttura base è ilDESOSSIRIBOSIO ed in soluzione conferisce alla stessa carattere diacidità (come un succo di limone notevolmente diluito).Il DNA è una molecola complessa composta da due filamenti saldamentelegati fra loro i cui “mattoni” (costituente ogni singolo filamento) sono iNUCLEOTIDI;ogni nucleotide è costituito da una porzione fissa ( un gruppo fosforico, P infigura, ed il saccaride desossiribosio Z in figura) legati ad una BASEAZOTATA variabile (B in figura) così chiamata perché è una molecola
  15. 15. contenente azoto che conferisce carattere di basicità alle soluzioni in cui èimmersa (come una soluzione acquosa MOLTO diluita di candeggina). P-Z-B Figura 7. schematizzazione alfanumerica di un nucleotideEsistono, nel DNA, solo 4 basi azotate (ADENINA ,TIMINA,CITOSINA, GUANINA) che si legano fra loro in modo univoco:lADENINA fa coppia con la TIMINA e la citosina con la GUANINA. A-T C-G Figura 9: schema di accoppiamento fra le basi azotateLunivocità degli accoppiamenti delle basi presenti su ciascuno dei duefilamenti che compongono il DNA è dovuta allo specifico ingombro dellesingole basi azotate nello spazio oltre che dal numero di legami che ognisingola base può generare ( CITOSINA e GUANINA si possono saldare fraloro con 3 legami, ADENINA e TIMINA con 2: non ci sono altre soluzionipossibili per ottenere una molecola stabile); ciascun nucleotide, su ognunodei due filamenti, si lega al successivo come schematizzato nella figurasuccessiva: P1 Z1 B1 P2 Z2 B2 P3 Figura 10: schematizzazione dellunione di 2 nucleotidi su un singolo filamento di DNA.Lo schema sopra riportato si ripete per N volte su ogni singolo filamento di
  16. 16. DNA (la lunghezza di ogni singolo filamento, in termini di basi azotate, è infunzione del grado evolutivo dellessere vivente che si prende inconsiderazione).Per comprendere la struttura lineare del doppio filamento di DNA si proviad immaginare una comunissima cerniera nel momento in cui viene chiusa,sostituendo mentalmente ogni singolo dente con una base azotata e siotterrà lo schema sotto riportato: R1-A T-R1a R2-C G-R2a R3-T A-R3a R4-G C-R4a Figura 11: schematizzazione del doppio filamento di DNA (N.B. R1= P1+Z1 della fig. 10 etc.)Il doppio filamento che si ottiene dallaccoppiamento delle basi azotate siorganizza dapprima in una doppia elica (si pensi al formato di pasta“fusillo”) e, successivamente, nei batteri in un semplice superavvolgimentodellelica e nei microrganismi eucarioti in un numero N di cromosomi.EUCARIOTE: organismo che si contraddistingue per avere nelle propriecellule il DNA relegato in un nucleo protetto da una apposita membranaporosa (membrana nucleare) che ne agevola gli scambi con il citoplasmaproteggendolo nel contempo dallambiente circostante;le cellule eucariote posseggono inoltre, al loro interno, degli organelli sedidi diverse attività cellulari (reticolo endoplasmatico, ribosomi , apparatodel Golgi, mitocondri, lisosomi, vacuoli o cloroplasti, centrioli e microtuboli)ETEROTROFO: riferito ad un organismo sta ad indicare lincapacità disintetizzare composti organici e che dipende quindi, per i propri fabbisognialimentari ed energetici, da altri organismi animali o vegetali.
  17. 17. FLAGELLO: identico per costituzione alle ciglia differisce dalle stesse peruna maggiore lunghezza; inoltre le cellule flagellate presentano un numeroesiguo di flagelli (solitamente da 1 a 3 ).GENE: porzione più o meno estesa di DNA contenente le informazioninecessarie per lespressione di una proteina (sintesi proteica).Chimicamente un gene è il susseguirsi di una sequenza di basi azotateopportunamente precedute e seguite da ulteriori sequenze che nedelimitano i confini (SEQUENZE NON SENSO); queste sequenze divisorieinfatti, quando vengono “lette” dai ribosomi non codificano per nessunaminoacido e vengono interpretate dagli stessi come segnali di inizio e fineprocesso.GRAM POSITIVO (GR+): riferito ad un batterio sta ad indicare la suacolorazione viola; i batteri GRAM+ assorbono il primo colorante utilizzatodurante lomonima colorazione; su di essi lazione del decolorante e delsecondo colorante è nulla poiché la parete cellulare esterna risulta esserepiù spessa rispetto a quella dei GRAM-.A titolo di esempio si osservi lo schema sotto riportato: membrana plasmatica GRAM+ Parete cellulare GRAM- membrana plasmatica membrana esterna Figura 12:principali differenze degli involucri esterni fra i batteri GRAM+ e GRAM-
  18. 18. GRAM NEGATIVO (GR-): al contrario delle specie gram positive (GR+) ibatteri GR- risultano di colore rosso/fucsia dopo essere stati sottopostiallomonima colorazione.HABITAT: è il termine ecologico sinonimo di “luogo”;più precisamente indica una tipologia di luoghi (ben definiti in termini diclima, risorse alimentari, disponibilità di acqua, pressione) in cui una specie(animale vegetale o batterica) può vivere e riprodursi.INTOSSICAZIONE ALIMENTARE: è una manifestazione patologicaderivante dal consumo di alimenti contenenti tossine sintetizzate damicrorganismi che si siano moltiplicati nellalimento precedentemente alsuo consumo; condizione necessaria e sufficiente per linsorgeredellINTOSSICAZIONE ALIMENTARE non è tanto la presenza delmicrorganismo (che può anche non essere presente nellalimentocontaminato) quanto della sua tossina .LEGAME PEPTIDICO: è così detto il tipo di legame che unisce due o piùaminoacidi; il legame si instaura fra il gruppo carbossilico di un aminoacidoed il gruppo amminico di un altro aminoacido mediante eliminazione di unamolecola dacqua; la reazione e “aiutata” (catalizzata) dalla presenza diopportuni enzimi che sono molecole proteiche in grado di accelerarenotevolmente reazioni che diversamente avrebbero bisogno di molto piùtempo. - - H O H H O H3N + C C + H N + C C R1 O H R2 O - H O H O H 20 + H3N C C N C C R1 R2 H Olegame peptidico Figura 13: schematizzazione della formazione di un legame peptidico fra due aminoacidi
  19. 19. il legame peptidico è un legame relativamente “debole” che può esserespezzato ad una temperatura superiore ai 60°C.LIPIDE: conosciuti anche con il termine generico di “grassi” sono una ampiagamma di SOSTANZE ORGANICHE naturali diffuse nei regnianimale e vegetale sia come sostanze di riserva (dato lelevato contenutoenergetico) che come materiale isolante (essendo insolubili in acqua masolubili in solventi organici quali etere etilico, benzene o cloroformio).Chimicamente parlando un lipide è il prodotto dellunione di un acido grassocon un alcool.Un acido grasso è una molecola organica lineare contenente un numerovariabile di atomi di carbonio (da 1 nellacido formico a 20 nellacidoarachidonico, per esempio) ed un terminale carbossilico (-COOH; il gruppocarbossilico, in soluzione acquosa libera ioni H+ conferendo carattere diacidità alla soluzione in cui è presente),i legami che uniscono i vari atomi di carbonio possono essere di tiposemplice (la classe di acidi grassi con questa caratteristica prende il nomedi “SATURI” poiché il carbonio, per sua natura, può legarsi solo con altri 4elementi ed in questi composti il carbonio non può generare altri legami)o di tipo “più robusto” (in chimica organica questo tipo di legami si chiamano“doppi” o “tripli” e sono possibili poiché il carbonio può “rafforzare” uno odue legami sacrificando uno o due legami semplici; la classe di acidi grassi acon questo tipo di caratteristiche si chiamano “INSATURI” poiché undoppio o triplo legame può essere trasformato in un legame semplice conopportune reazioni in grado di rompere il doppio legame aggiungendosostituenti ai carboni interessati).La “decomposizione” di un acido grasso, saturo od insaturo che sia(scientificamente “CATABOLISMO”, in contrapposizione adANABOLISMO che è il processo inverso che genera un prodotto anzichédistruggerlo, i due processi accoppiati prendono il nome diMETABOLISMO; i 3 termini sono validi se associati ad un qualsiasicomposto organico/inorganico cosicché, quando si parla genericamente diMETABOLISMO ci si riferisce al ciclo completo che generano i dueprocessi distinti) è un evento che produce energia ed è per questo motivoche gli acidi grassi sono considerati “riserve energetiche” (si tenga ancheconto che il catabolismo degli acidi grassi a scopo energetico è unmeccanismo che nelluomo è conseguenza di una MANCANZA di zuccheri).
  20. 20. R1 R R2 C C R C C C C R3 R a b cFigura 14: rappresentazione schematica dei legami che può generare unatomo di carbonio: a, singolo; b, doppio, c triplo.Dallosservazione della figura si può capire che nel caso di un legamesingolo il carbonio può legarsi ad altri 3 sostituenti (a); se impegnato in unlegame triplo solo con un altro sostituente.N.B. I legami multipli si possono formare anche fra carbonio ed altri atomiquali AZOTO, OSSIGENO etc. CH3COOH CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH a bFigura 15: struttura lineare di un acido grasso saturo (a, ACETICO) edinsaturo (b, LINOLEICO)N.B. I numeri riportati accanto alle parentesi indicano quante volte siripete linearmente quel pezzo di struttura.Un lipide è il prodotto dellunione di un alcol con un acido grasso, medianteeliminazione di acqua (la reazione biochimica è chiamata esterificazione).Le classi più diffuse di lipidi nel mondo batterico sono i fosfolipidi i lelipoproteine.I fosfolipidi sono una “variante” dei trigliceridi (dove una molecola diglicerina si lega con 3 molecole di acidi grassi diverse per lunghezza, intermini di atomi di carboni e struttura, potendo questi ultimi essereindifferentemente SATURI od INSATURI ), e sono presenti in tutte lemembrane biologiche.
  21. 21. O H2C OH HO C R O HC OH + HO C R O H2C OH HO C R Glicerina acidi grassi - 3H20 O H2C O C R O HC O C R O H2C O C RFig. 16 formazione di un trigliceride da una molecola di glicerina e 3 di acidigrassi con formazione “virtuale” di 3 molecole dacqua (virtuale poichélacqua si trova sotto forma di ioni H+ e OH-,ossia dispersa come ioniIDROGENO ed OSSIDRILE).
  22. 22. CH2COOR CHCOOR CH2PO3CH2CH2NH2Fig 17: struttura di un fosfolipide: si noti che uno dei 3 residui di acidigrassi è qui sostituito con un gruppo fosforico a sua volta legato ad un altrosostituente.Il fosfolipide più conosciuto è la LECITINA (prevalentemente estrattadalla soia).MEMBRANA NUCLEARE: è una struttura tipica delle cellule eucariote, equindi ASSENTE nelle cellule procariote; la membrana nucleare è un“contenitore” che racchiude il materiale nucleare e lo separa dalcitoplasma. Dal punto di vista chimico e costituita da un doppio strato difofolipidi disposti in modo tale che la componente idrofila (“amicadellacqua”) sia a contatto con il citoplasma e le parti idrofobiche(“nemiche dellacqua”) siano affacciate fra loro e separate dal mezzoacquoso); inoltre, i due foglietti che costituiscono la membrana sonoconcentrici: il più esterno è a contatto con il reticolo endoplasmatico ed ilpiù interno con il materiale nucleare e risultano collegati fra loro a livellodei pori nucleari attraverso, i quali avviene lo scambio di molecole franucleo e citoplasma. testa idrofiladoppio stratofosfolipidico coda idrofoba Fig. 18: struttura schematica e generica di una membrana fofolipidica N.B. Il modello a “doppio strato fosfolipidico” è valido per tutte le membrane presenti in una cellula
  23. 23. MEMBRANA PLASMATICA: conosciuta anche come MEMBRANACELLULARE o PLASMALEMMA è una membrana a doppio stratofosfolipidico (fig. 18) che separa il citoplasma dallambiente esternomantenendone costante la composizione, regolando gli scambi tra linternoe lesterno della cellula.Dal punto di vista strutturale la membrana plasmatica, come tutte lemembrane cellulari, non è un elemento “rigido” ma dinamico ed il modelloche meglio la descrive fu proposto negli anni 70 con il nome di MOSAICOFLUIDO: in base a questo modello la struttura fluida del doppio statofofolipidico consente, alle molecole che la attraversano e contribuisconoalla sua composizione, di spostarsi su tutta la superficie come elementi che“galleggiano” nellacqua.Nella membrana palsmatica, al modello base visto in Fig. 18, sonointercalate molecole proteiche ( le PROTEINE DI MEMBRANA) chesvolgono molteplici funzioni; le stesse possono affacciarsi sul lato esternodella membrana (e vengono dette ESTRINSECHE) o attraversarla da partea parte (prendendo il nome di INTRINSECHE); le proteine ESTRINSECHEdella membrana possono inoltre essere associate a molecole di zuccheriformando GLICOPROTEINE.Le proteine associate alla membrana plasmatica hanno molteplici funzioni invirtù della loro composizione: alcune sono enzimi che catalizzano reazioniche avvengono a livello della membrana stessa, altre funzionano darecettori di molecole che provengono dallambiente ed altre ancora (lePROTEINE CANALE) costituiscono i CANALI DI MEMBRANA attraverso iquali avvengono gli scambi di molecole con lesterno della cellula con o senzadispendio di energia.MOLECOLA: composto derivante dallunione di due o più atomi.MOLECOLA INORGANICA: molecola in cui NON sono presenticontemporaneamente gli atomi di CARBONIO ed IDROGENO. Il termineINORGANICO può anche essere associato alla parola COMPOSTO (unamolecola inorganica può quindi contenere atomi di CARBONIO OIDROGENO, ma non entrambi).MOLECOLA ORGANICA: molecola che contiene nella sua strutturaentrambi gli atomi di CARBONIO ed IDROGENO. Il termine ORGANICOpuò anche essere associato alla parola COMPOSTO.
  24. 24. NUCLEOLO: è un corpuscolo di forma tondeggiante privo di membranapresente nel nucleo di tutte le cellule eucariote ma assente nelle celluleprocariote; chimicamente è costituito da DNA, RNA e proteine ; allinternodel nucleo i nucleoli sono presenti in un numero e dimensioni variabili aseconda delle cellule e delle specie prese in considerazione (da 1 a 6 nellecellule somatiche sino a 1000 nelle cellule uovo degli anfibi) e si posizionanoin regioni ben precise di determinaticromosomi che contengono i geni che codificano per lRNARIBOSOMIALE (rRNA) ; a livello dei nucleoli infatti avviene la sintesi, lamaturazione e lorganizzazione dei ribosomi.PARASSITA:organismo che instaura con il suo ospite una relazione diparassitismo, vivendo a sue spese generalmente senza ucciderlo.PARETE CELLULARE: è una struttura di rivestimento con funzioni discambio e di sostegno presente nei batteri, nelle cellule vegetali e neifunghi posizionata esternamente alla membrana plasmatica .PATOGENO: in medicina, riferito ad un agente qualsiasi (batterio, virusagente chimico etc.) sta a significare che è in grado di causare unamalattia;il termine deriva dallunione di due parole greche pathos (dolore,sofferenza) e genes (generatore di), letteralmente quindi “generatore disofferenza”.PEPTIDE: molecola organica generata dallunione di 2 (dipeptide), 3(tripeptide) o meno di 50 aminoacidi (oligopeptide) mediante uno o più LEGAMI PEPTIDICI.POLIPEPTIDE: molecola organica formata da un numero maggiore di 50amminoacidi legati fra loro con un legame peptidico.PROCARIOTA: microrganismo unicellulare caratterizzato da una sempliceorganizzazione cellulare (dal punto di vista strutturale e non funzionale),dallassenza di una membrana nucleare per contenere il materiale genetico(DNA), e di organelli intracellulari delimitati da membrane.
  25. 25. PROTEINE: le proteine sono molecole scoperte nel 1839 dal chimicoolandese Gerardo Johannes Mulder nel corso di studi sulla coagulazione dialcune sostanze presenti nel latte e nelle uova (albumine) in seguito alriscaldamento.Il nome, di origine greca (proteios, primario) fu attribbuito a questesostanze poichè ritenute, in quel periodo, essere le sostanze biologiche piùimportanti esistenti in natura; la supposizione si rivelò esatta dopo 160 annidi studi sempre più approfonditi su queste sostanze: ricerche effettuateinfatti, dal 1840 ai giorni nostri, dimostrano che le proteine sono coinvoltein tutti i processi biologici e, fra le moltepilci funizioni biologiche a cuipartecipano, possiamo ricordare che: ● gli ENZIMI, gli “accelleratori” delle reazioni che avvengono in tutti gli organismi (scientificamente “CATALIZZATORI”) sono proteine; gli enzimi presiedono tutte le reazioni che avvengono in ogni singola cellula accellerando la velocità delle stesse di molti ordini di grandezza. La capicità di accellerare le reazioni biologiche anche di un milione di volte, fa si che queste molecole siano di vitale importanza. ● La porzione anticorpale del sistema immunitario (gli ANTICORPI o IMMUNOGLOBULINE) è costituita da proteine: gli anticorpi infatti, sono proteine (proteine a forma di globulo quindi globulari e, di conseguenza il nome, GLOBULINE) in grado di preservare lorganismo da intrusioni provenienti dallambiente esterno (scientificamente IMMUNITA e, dallasociazione dei due terminini che ne descrivono forma e funzione, deriva il nome IMMUNOGLOBULINE). ● Le proteine di trasporto presenti sulla membrana plasmatica di tutte le cellule sono responsabili degli scambi cellulari fra le cellule e lambiente esterno. ● Molti ORMONI sono molecole proteiche con funzione di regloazione dellle funzioni cellulari: il loro campo di azione si estende dai processi metabolici (lINSULINA, ad esempio, è lormone che regola la presenza di glucosio del sangue favorendo il suo assorbimento da parte delle cellule adipose e muscolari) a quelli riproduttivi.
  26. 26. ● Associazioni proteiche rendono possibile le contrazioni muscolari e la motilità cellulare, si tratti di batteri, spermatozoi, protozoi od esseri umani. ● Le proteine strutturali offrono agli organismi un supporto meccanico e, talvolta sono i principali costituenti dei loro rivestimenti esterni (la CHERATINA ad esempio è la componente proteica dello strato corneo dellepidermide, oltre che essere la costituente di unghia, artigli, peli, scaglie etc.)Va ricordato inoltre che negli esseri umani circa il 15% del peso corporeo ècostituito da proteine, concentrate, per la maggior parte, nei muscoli.Nonostante la loro diversificazione (si calcola che nellgli esseri umaniesistano più di 150.000 tipi diversi di proteine) gli studi sinora condottisulle protine hanno evidenziato una certa costanza nella loro composizioneelementare (CARBONIO 50-55%, IDROGENO 6-7%, OSSIGENO 20-23%,AZOTO 12-19%, ZOLFO 0-3%) con sporadiche presenze di altri elementiquali FERRO e FOSFORO; si tenga presente inoltre che ogni singolaproteina è il risultato dellassemblaggio dei soli 20 AMINOACIDIesistenti in natura e, di conseguenza, ogni singolo aminoacido è presentemoltepilici volte in ogni catena polipeptidica : ciò che caratterizza quindiogni singola proteina (le informazioni necessarie cioè alla loroclassificazione) non è tanto la lunghezza della catena polipeptidica (vale adire dal numero di residui aminoacidici da cui è formata) ma dal rapportoquantitativo fra i singoli aminoacidi (COMPOSIZIONE AMINOACIDICA) edallordine e la disposizione spaziale lungo al catena stessa (SEQUENZAAMINOACIDICA).Chimicamente le proteine sono polipeptidi di lunghezza variabile(generalmente i residui aminoacidici variano da 100 a 1000 a seconda delleproteine considerate) i cui singoli amminoacidi costituenti sono uniti fraloro mediante un legame peptidico ; lespressione delle proteine inoltre èun meccanismo dipendente dal controllo genetico che si manifestamediante il processo della sintesi proteica.Le proteine possono trovarsi in natura in 4 tipi diversi di conformazione: ● il seplice susseguirsi degli amminoacidi in una sequenza di lunghezza variabile è detta SRTRUTTURA PRIMARIA. ● Le proteine che, in virtù della loro composizione aminoacidica, si dispongono stabilmente nello spazio come filamenti elicoidali o come foglietti plissettati ( si pensi per le due strutture alla pasta formato
  27. 27. “ELICOIDALI” o “FUSILLI” nel primo caso ed ad un foglio di carta pieghettato ordinatamente) sono proteine con STRUTTURA SECONDARIA. Le proteine fibrose (come quelle presenti nei muscoli) evidenziano un organizzazione di questo tipo che, tecnicamente, prende il nome rispettivamente di α elica (alfa elica) e foglietto β (beta) ● La STRUTTURA TERZIARIA di una proteina è un livello successivo di organizzazione in cui sequenze aminoacidiche con struttura primaria si alternano con sequenze aminoacidiche con struttura secondaria ad α elica e foglietto β spesso assumendo una forma tridimensionale globulare stabile. ● La STRUTTURA QUATERNARIA di una proteina è il risultato dellassociazione stabile di due o più catene polipeptidiche con struttutra variabile e non necessariamente identica che hanno come risultato la formazione di un OLIGOMERO (un unità costituita da pochi pezzi che può essere un DIMERO con due pezzi od un TETRAMERO se composto da 4 pezzi); ogni singola unità di questa associazione prende il nome di MONOMERO. A titolo desempio lEMOGLOBINA è un TETRAMERO globulare.RIBOSOMI: sono organelli presenti nel citoplasma cellulare, liberi odassociati al RETICOLO ENDOPLASMATICO, che altro non è chelintroflessione della MEMBRANA PLASMATICA allinterno delcitoplasma: il RETICOLO ENDOPLASMATICO può quindi presentarsi, almicroscopio elettronico, libero da qualsiasi altro componente (RETICOLOENDOPLASMATICO LISCIO) o ricoperto di RIBOSOMI costituendo ilRETICOLO ENDOPLASMATICO RUGOSO.Biochimicamente i ribosomi sono il risultato di unassociazione fra RNARIBOSOMIALE (r-RNA ) e proteine, dove lRNA costituisce lo “scheletro”attorno cui si inserisce il materiale proteico;ad una osservazione con microscopio elettronico appaiono di formaglobulare, suddivisi in due sub unità unite fra loro (di cui una maggioredellaltra per peso e dimensioni) che ricordano vagamente il formatodolciario “BACIO DI DAMA”.I ribosomi sono organuli di vitale importanza in quanto rappresentano i sitia livello dei quali avviene la sintesi proteica.
  28. 28. RNA: è la sigla che identifica lACIDO RIBONUCLEICO, unPOLINUCLOTIDE come il DNA che dallo stesso differiscebiochimicamente per il tipo di zucchero presente (RIBOSIO e nonDESOSSIRIBOSIO) e per la presenza della base azotata URACILE insostituzione della TIMINA;di conseguenza, nellRNA in doppio filamento laccoppiamento fra le basiazotate risulta essere: A-U C-GLRNA può essere quindi definito come una molecola “analoga” al DNA (cheviene usato come stampo per la sua sintesi), da cui differisce per lapresenza della base azotata URACILE (in sostituzione della TIMINA) edello zucchero RIBOSIO (in sostituzione del DESOSSIRIBOSIO):dopo essere stato opportunamente “srotolato” ciascuno dei due filamenti diDNA viene letto da un apposito enzima (RNA POLIMERASI) che sipreoccupa di “riassemblare” il filamento apportando le opportune modifiche(sostituzione della base azotata e dello zucchero); questa prima fase dellasintesi dellRna è nota come TRASCRIZIONE ed il filamento di RNA chene deriva da questo processo è un filamento “grezzo” , il cosiddettoTRASCRITTO PRIMARIO; nella fase successiva del processo, laMATURAZIONE, in seguito ad alcune reazioni (prevalentemente di “taglio”del trascritto primario) catalizzate da specifici enzimi , il TRASCRITTOPRIMARIO può infatti diventare: ● RNA MESSAGGERO o m-RNA: è il filamento di RNA su cui si basa la sintesi proteica; la lettura di questo filamento ad opera dei ribosomi fornisce ai t-RNA linput per il trasporto di uno specifico aminoacido per la costituzione di catene polipeptidiche. ● RNA RIBOSOMIALE o r-RNA:è lacido ribonucleico che, in associazione a specifiche proteine, costituisce il “nocciolo” dei ribosomi . ● RNA TRANSFER: o t-RNA: è la porzione di acido ribonucleico che, durante la sintesi proteica, fisicamente trasporta i singoli aminoacidi delle catene polipeptidiche in costruzione.
  29. 29. SINTESI PROTEICA: la sintesi proteica è il processo con cui, in ogniessere vivente, vengono costruite le proteine utilizzando le informazionicontenute nel DNA ; levento principale (ossia la sintesi della proteinagrezza) che avviene nel citoplasma delle cellule, può essereschematicamente sintetizzato in 2 fasi, e precisamente: ● TRASCRIZIONE: in questa prima fase il DNA, dopo essere stato opportunamente diviso in due singoli filamenti da specifici enzimi, funge da stampo per la sintesi degli RNA necessari alla sintesi stessa (m-RNA, r-RNA, t-RNA); ● TRADUZIONE: ossia il cuore della sintesi; susseguentemente alla formazione degli RNA, lm-RNA (il “messaggero” in quanto è questo filamento che contiene le informazioni riguardanti tipo e sequenza di aminoacidi da utilizzare per la sintesi di ogni specifica proteina) viene “letto” sui ribosomi dai t-RNA (così detti perché trasportano gli aminoacidi): il susseguirsi disordinato delle basi azotate sullm-RNA viene correttamente interpretato dai t-RNA in grado di decodificare il filamento leggendo gruppi di 3 basi azotate alla volta: ad ogni gruppo di 3 basi azotate sullm-RNA (detto CODONE) corrisponde un aminoacido ed essendo solo 4 le basi azotate e 3 le combinazioni possibili si può notare che le 64 (4x4x4 ossia 43 ) combinazioni possibili sono in grado di codificare i 20 aminoacidi naturali necessari per la produzione di proteine.Al fine di agevolare la comprensione dei concetti sopra esposti si tengapresente che la sequenza dellm-RNA contiene al suo inizio ed alla sua finesequenze non codificanti (sequenze NON SENSO) che sono i segnali diinizio e fine trascrizione ed esistono inoltre specifiche sequenze di inizio efine catena; ognuno dei 20 aminoacidi inoltre, è codificato da più “triplette”di basi azotate: ad esempio laminoacido GLICINA è codificato dallesequenze GGu GGc GGa GGg, mentre le triplette GCu GCc GCa GCgcodificano per laminoacido ALANINA; si tega inoltre presente che ilmeccanismo di “riconoscimento” di ogni singolo CODONE da parte dei t-RNA (ai quali, ricordiamo è già legato laminoacido di loro pertinenza) èreso possibile in quanto su una porzione del t-RNA esiste una sequenza di 3basi azotate COMPLEMENTARE al codone (detta ANTICODONE) che silega allo stesso come due pezzi di costruzioni si uniscono tra loro, dando
  30. 30. linput per rilasciare laminoacido trasportato alla catena polipeptidicanascente sul ribosoma: se la sequenza del CODONE sullm-RNA ad esempioè UUU il t-RNA trasportante la FENILALANINA (laminoacido codificatoda quella tripletta) avrà la sequenza AAA nel suo anticodone.Successivamente alla loro sintesi le proteine possono essere modificate conlaggiunta di specifici componenti per formare proteine complesse(GLICOPROTEINE se vengono aggiunte catene saccaridiche,LIPOPROTEINE, FOFOPROTEINE etc.)SPORA: cellula quiescente (dormiente, temporaneamente inattiva)prodotta da molti batteri GRAM + al proprio interno (per questo motivo siparla di ENDOSPORE) caratterizzata dallavere una notevole resistenzaagli agenti CHIMICO-FISICI (temperatura, pressione, acidità etc.) invirtù di una diversa composizione della sua struttura: il materiale nucleareimmerso nel citoplasma infatti, oltre ad essere isolato da una membranaplasmatica e da una parete cellulare rudimentale è protetto da altre 4barriere resistenti di diverso spessore che circondano la cellula(dallinterno verso lesterno ed esternamente alla parete cellulare:CORTEX, RIVESTIMENTO INTERNO, RIVESTIMENTO ESTERNO EDESOSPORIO).Le avversità CHIMICO FISICHE sono linput per il batterio allasporulazione, vale a dire alla generazione di spore; queste rappresentano unmeccanismo di sopravvivenza tipico dei batteri in grado di produrle (b.SPORIGENI), in quanto una spora è in grado di rigenerare un batteriovegetativo (un batterio in senso stretto) al ripresentarsi di condizioniCHIMICO-FISICHE favorevoli (uno shock termico, per intenderci, è ingrado di innescare la sporulazione od il processo inverso in presenza dispore).Se vengono liberate allesterno si parla di ESOSPORE ed a seconda dellaposizione che occupano allinterno della cellula, assumono nomi diversi(PLECTTRIDIO se occupano una posizione terminale, BACTRIDIO se siposizionano centralmente al batterio senza alterarne la morfologia,CLOSTRIDIO se si posizionano centralmente generando un visibilerigonfiamento); va ricordato che la maggioranza degli sporigeni patogenicausa malattie tramite produzione di tossine.
  31. 31. TOSSINE: sono sostanze, prevalentemente di origine proteica, prodotteda microrganismi (batteri, virus etc.) piante ed animali con effetti nocivisugli organismi umani ed animali;le tossine batteriche possono essere divise in due grandi gruppi sulla basedella loro composizione chimica:le ESOTOSSINE, che sono proteine solubili in acqua (in quanto proteinefacilmente inattivate dal calore) e vengono rilasciate nel mezzo in cui siaccrescono dai batteri che le producono;le ENDOTOSSINE invece, sono componenti LIPOSACCARIDICI che siritrovano sule membrane esterne dei batteri gram negativi (unLIPOPOLISACCARIDE è molecola risultante dallunione fra un lipide e unozucchero o saccaride; per la membrana esterna si veda Fig. 6):A differenza delle ESOTOSSINE, tutte le ENDOTOSSINE sono stabili alcalore.Le ESOTOSSINE inoltre possono essere ancora suddivise in 3 gruppi aseconda del loro tipo di azione:si hanno quindi ENTEROTOSSINE che provocano danni a livellogastrointestinale, le CITOTOSSINE in grado di uccidere le celluledellospite con una aggressione enzimatica e le NEUROTOSSINE in gradodi interferire con la normale trasmissione di impulsi nervosi.TOSSINFEZIONE ALIMENTARE: è una manifestazione patologicaderivante dal consumo di alimenti contenenti SIA tossine SIA batteri;in queste situazioni la tossicità è determinata contemporaneamente dalletossine preformate e da quelle prodotte allinterno dellospite dalle cellulevive ingerite.VIRUS: sono forme di vita estremamente elementari, di dimensionivariabili fra i 10 e i 300 nanometri (1 nanometro= 0,000000001 metri)parassiti endocellulari di cellule animali, vegetali o batteriche utilizzando icomponenti cellulari della cellula ospite (ribosomi, t-RNA, enzimi etc.) perla replicazione del proprio materiale genetico e la sintesi di quello proteico.Dal punto di vista strutturale sono costituiti da un rivestimento esternoproteico (CAPSIDE) e dal materiale nucleare in esso contenuto che puoessere DNA o RNA (questi ultimi sono conosciuti con il nome diRETROVIRUS; il più conosciuto fra questi virus a tutta la comunità NONSCIENTIFICA è il virus dellAIDS, lHIV ) a filamento singolo o doppio.Quando infettano la cellula ospite i virus impongono alla stessa la
  32. 32. duplicazione del proprio materiale genetico, leventuale trascrizione delDNA (se si tratta di un virus a DNA) o la traduzione dell RNA (sequestultimo è il materiale genetico che li costituisce) allo scopo di FARSIsintetizzare le proteine necessarie alla formazione dei capsidi dei nascentivirioni dalla cellula ospite stessa; nel caso dei RETROVIRUS esiste anche lapossibilità che lRNA virale venga prima “trasformato” in DNA (mediantelazione di un enzima che si chiama TRANSCRITTASI INVERSA poichéesegue la trascrizione al contrario) e poi possa essere “inglobato” nel DNAdellospite, per replicarsi ed infettarlo nel momento della trascrizione delsuo DNA.Tra le molteplici malattie infettive causate da virus possiamo ricordare ilVAIOLO, la POLIOMELITE, le comuni INFLUENZE stagionali, lEPATITE,il MORBILLO, la VARICELLA e la già citata AIDS.
  33. 33. BIBLIOGRAFIALILIA ALBERGHINA“Biologia, sviluppi e prospettive”Arnoldo Mondadori editore per la scuola, Milano giugno 1985J. DAVID RAWN“Biochimica”McGraw-Hill Italia, Milano agosto 1990R.J. STAINER, J.L. INGRAM, M.L. WHEELIS, P.R. PAINTER“Il mondo dei microrganismi”Zanichelli editore, Bologna settembre 1988ENCICLOPEDIA TEMATICA“Scienze A-I” Vol.9“Scienze J-Z” Vol.10Garzanti editore, Milano 2007M.MARZONA“Chimica delle fermentazioni e microbiologia industriale”Piccin editore, 1996C. PRAGLIA, L. GRASSO“Microbiologia”Edizioni Minerva medica, Torino 1993L.A. SNYDER, D. FREIFELDER, D.L.HARTL“Genetica generale”Zanichelli editore, Firenze aprile 1990M. LA PLACA“Principi di microbiologia medica”Società editrice Esculapio, Bologna Gennaio 2000

×