Riproduzione molecolare. Riproduzione cellulare. Riproduzione degli organismi. Gametogenesi (femminile e maschile) Fecondazione

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1 ARGOMENTO STRUTTURA CELLULARE CONCETTO DI REGOLAZIONE GENICA REGOLAZIONE GENICA PROCARIOTI REGOLAZIONE GENICA EUCARIOTI trascrizione e maturazione RNA trasporto nucleo-citoplasma sintesi proteica via secretiva traffico di membrana ENERGETICA MOTILITÀ CELLULARE SEGNALI DIVISIONE CELLULARE CICLO CELLULARE APOPTOSI nucleo, cromatina, involucro nucleare nucleolo ribosomi reticolo endoplasmatico apparato del Golgi lisosomi proteasomi vescicole di secrezione mitocondri e perossisomi citoscheletro membrana plasmatica cromosomi

2 Riproduzione molecolare Riproduzione cellulare Riproduzione degli organismi asessuata sessuata Gametogenesi (femminile e maschile) Fecondazione

3 BIOLOGIA MOLECOLARE (1944) ETOLOGIA (1927) GENETICA (1900) ECOLOGIA (1866) BIOLOGIA DELL EVOLUZIONE (1859) CITOLOGIA (1839) EMBRIOLOGIA (1828).... FISIOLOGIA ANATOMIA STORIA NATURALE

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6 LA BIOLOGIA DEL XXI SECOLO: GENOMICA PROTEOMICA (BIOINFORMATICA)

7 + altre omics Trascrittomica Lipidomica Glicomica Interattomica

8 IL METODO SCIENTIFICO 1- eseguire le prime osservazioni 2- formulare un ipotesi verificabile prendere come riferimento le conoscenze già esistenti 3- progettare un esperimento controllato 4- raccogliere i dati 5- interpretare i risultati 6- ricavare delle conclusioni ragionevoli

9 IL METODO SCIENTIFICO CORRETTO DISEGNO SPERIMENTALE OSSERVAZIONI IPOTESI VERIFICHE SPERIMENTALI TEORIA LOGICA DEDUTTIVA E LOGICA INDUTTIVA

10 STABILITÀ CAMBIAMENTO GENETICA EVOLUZIONE TEORIA SINTETICA DELLA BIOLOGIA MODERNA

11 I LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE ATOMI MOLECOLE MACCHINE MOLECOLARI ORGANULI CELLULA

12 LA VITA COME PROPRIETÀ EMERGENTE (PROPRIETÀ RISULTANTE DALLE INTERAZIONI TRA VARIE COMPONENTI) ALCUNE PROPRIETÀ DELLA VITA: ORDINE RIPRODUZIONE CRESCITA E SVILUPPO UTILIZZAZIONE DELL ENERGIA RISPOSTA ALL AMBIENTE OMEOSTASI ADATTAMENTO EVOLUTIVO METABOLISMO METABOLISMO ED EQUIVALENZA TRA ENERGIA E INFORMAZIONE

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14 CONTROLLO GENETICO DEL METABOLISMO EREDITARIETÀ DELL INFORMAZIONE BIOLOGICA UNITÀ NELLA DIVERSITÀ TEORIA CELLULARE MECCANISMI EREDITARI E DEL FLUSSO DI INFORMAZIONE MOLECOLE BASE DEL METABOLISMO INTERAZIONE TRA ORGANISMI E AMBIENTE

15 L origine della vita: come è cominciato tutto? la vita è unitaria: la vita si evolve: stesse molecole fondamentali stessi processi fondamentali nel flusso metabolico nel flusso di informazioni l ambiente cambia, i viventi si adattano e si diversificano

16 CONTROLLO GENETICO DEL METABOLISMO Il metabolismo è il complesso delle reazioni di catabolismo e di anabolismo Ogni reazione della cellula è controllata da un enzima Ogni enzima è un prodotto genico L azione degli enzimi è coordinata Le vie metaboliche sono evolutivamente conservate /150/makeatp/makeatp.htm

17 La teoria cellulare La cellula è la più piccola unità del vivente Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule Ogni cellula deriva da una cellula pre-esistente In base a caratteristiche, quali la presenza di un nucleo e di strutture intracellulari (organuli), classifichiamo le cellule in due categorie: procariotiche ed eucariotiche

18 La cellula eucariotica differisce per molti aspetti da quella procariotica

19 milioni Origine della terra milioni VITA? milioni milioni chemioautotrofi fotosintesi milioni i più antichi fossili di procarioti milioni respirazione milioni molti batteri milioni primi eucarioti milioni primi organismi multicellulari milioni Primi mammiferi dinosauri 30 Primi uccelli Prime piante con fiore Estinzione dei dinosauri Primi ominidi Homo sapiens: 23h 55 La storia scritta: 23h milioni evoluzione esplosiva di piante e animali milioni le piante colonizzano la terra primi vertebrati CALENDARIO DELLA STORIA DELLA TERRA

20 L origine di batteri, archea ed eucarioti

21 Origine dei mitocondri come endosimbionti

22 TASSONOMIA (CLASSIFICAZIONE DEI VIVENTI) La classificazione è gerarchica basata su dati descrittivi paleotologici embriologici biochimici (somiglianze di sequenze) Come si definisce una specie? Come si formano nuove specie? Es.: classificazione dell uomo Regno: animale Phylum: cordati Classe: mammiferi Ordine: primati Famiglia: ominidi Genere: homo Specie: homo sapiens

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24 In un organismo pluricellulare le cellule sono specializzate per svolgere funzioni diverse e la loro morfologia dipende dalla funzione che svolgono. Gli organuli primari sono tuttavia presenti in tutte le cellule. SPECIALIZZAZIONE CELLULARE = DIFFERENZIAMENTO

25 Le dimensioni in biologia A dimensioni diverse corrispondono modalità diverse di visualizzazione e discipline diverse: anatomia e fisiologia, istologia, biologia cellulare, embriologia, genetica, microbiologia, virologia, biochimica e biologia molecolare, chimica, fisica.

26 LE DIMENSIONI DELLE CELLULE EUCARIOTICHE (VEGETALI E ANIMALI) E DELLE CELLULE PROCARIOTICHE

27 Confronto tra il potere di risoluzione del microscopio ottico e del microscopio elettronico Spessore della sezione: 1,5 µm 0,03 µm

28 Immagini ottenute con il microscopio elettronico a scansione

29 Il mondo del nanometro

30 Il mondo del nanometro: il virus dell HIV ha un diametro di circa 100 nm (0,1 µm, ossia 10-4 mm)