Che cos è la vita? Enzo Gallori. Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze 17/07/2013
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- Gerardina Venturini
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1 Che cos è la vita? Enzo Gallori Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze 17/07/2013
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4 Che cos è la Vita?
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7 ERWIN SCHRÖDINGER What is Life? (1944)
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9 LE BASI CHIMICHE DELLA VITA Acidi Nucleici. DNA, RNA costituiscono il materiale genetico di tutti gli esseri viventi. In essi risiede l informazione biologica. Sono costituiti da unità dette nucleotidi. Proteine. Rappresentano il materiale strutturale e operativo (Enzimi) delle cellule. Sono costituite da unità chiamate aminoacidi.
10 IL PRINCIPIO CENTRALE DELLA BIOLOGIA Replicazione Trascrizione Traduzione Genotipo Fenotipo
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12 NASA DEFINITION OF LIFE Life is a system able to self-maintain + selfreplicate, and capable of undergoing Darwinian evolution La presenza di un sistema genetico è assolutamente essenziale
13 JAMES WATSON E FRANCIS CRICK Scoperta della struttura del DNA (1953)
14 LA MOLECOLA DEL DNA Fosfato Base Adenina (A) Guanina(G) Timina (T) Zucchero Citosina (C) Nucleotide
15 IL DNA È LA SEDE DELL INFORMAZIONE BIOLOGICA A = T A T G C G T C C A G significato biologico DNA
16 I CROMOSOMI
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19 PERPETUAZIONE DELL INFORMAZIONE A T G C A T G C T A T A C G C G Replicazione
20 MOLTIPLICAZIONE CELLULARE
21 IL LABBRO DEGLI ASBURGO Rodolfo I ( ) Federico III( ) Massimiliano I( ) Filippo IV ( )
22 IL PRINCIPIO CENTRALE DELLA BIOLOGIA
23 LA TRASCRIZIONE
24 LA TRADUZIONE Le molecole di RNA ottenute con la Trascrizione sono convertite in proteine mrna UGG UUU GGC TRADUZIONE Proteina Trp Phe Gly
25 IL CODICE GENETICO
26 DALLA CHIMICA ALLA BIOLOGIA Il DNA come depositario dell informazione biologica R R R A T T G A C Significato Biologico O O I M S M C G DNA A A A
27 LE MUTAZIONI Le Mutazioni sono cambiamenti nella struttura del DNA. Esse sono eventi rari, ma non eliminabili
28 COLORE DELLE CARIOSSIDI
29 ALBINISMO
30 ALBINISMO
31 ANEMIA FALCIFORME
32 SELEZIONE NATURALE E MUTAZIONI La Selezione naturale agisce sul fenotipo dei diversi organismi Essa non agisce in base a scopi precisi o per finalità definite Essa opera favorendo gli organismi più adatti rispetto all ambiente in cui si trovano
33 FARFALLA BISTON BETULARIA
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35 L evoluzione molecolare Formazione della terra Chimica Prebiotica Prime forme di vita (DNA / proteine)? Diversificazione della vita La comparsa di una molecola simile al DNA segna lo spartiacque fra la chimica prebiotica e l inizio della vita.
36 Spiegare come si sia formato È fondamentale per ogni discussione sull origine della vita sul nostro pianeta (e probabilmente su qualsiasi altro)
37 Il Principio Centrale della Biologia Replicazione Trascrizione Traduzione Genotipo Fenotipo
38 Il Paradosso dell Uovo e della Gallina
39 F.Crick, L. Orgel, C. Woese (1968) RNA ancestrale T. Cech & R. Altman ( 80) Ribozimi: Molecole di RNA con attività catalitica
40 W. Gilbert (1986): RNA World
41 La Transizione dall RNA World al DNA World
42 Come e dove si originarono gli Acidi Nucleici primordiali?
43 CHARLES DARWIN (1871) in some warm little pond, with all sorts of ammonia and phosphoric salts, light, heat, a protein compound was chemically formed, ready to undergo still more complex changes
44 BUILDING CODE Sintesi ed accumulo dei precursori Unione (polimerizzazione) dei precursori con formazione delle (macro)molecole prebiotiche Protezione e Persistenza delle molecole prebiotiche nell ambiente primordiale Espressione della potenzialità biologica delle molecole prebiotiche
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46 Possiamo dire che una volta formatosi l Universo, la vita non poteva che comparire... Christian de Duve Vital Dust. Life as a Cosmic Imperative (1995)
47 IPOTESI SULL ORIGINE DELLA VITA Ipotesi endogena: Ipotesi di Oparin-Haldane Ipotesi Minerale Ipotesi esogena: Panspermia
48 ALEXANDER I. OPARIN Proiskhozhdenie zhizny ( L Origine della Vita ) 1924
49 TERRA PRIMORDIALE
50 ATMOSFERA PRIMORDIALE Composizione H 2, CO, CO 2, N 2, NH 3, CH 4, H 2 O, HCN Origine Eruzioni vulcaniche
51 ATMOSFERA PRIMORDIALE ( RIDUCENTE ) Idrogeno H 2 Ammoniaca NH 3 Metano CH 4 Anidride Carbonica CO 2 Azoto N 2 Vapor d Acqua H 2 O Mancanza di Ossigeno Molecolare O 2 Quindi mancanza della fascia d Ozono
52 IPOTESI DI OPARIN Gas presenti nell atmosfera primordiale + Energia (Calore, radiazioni) Precursori delle molecole biologiche Pioggia Oceani primordiali
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54 IPOTESI DI OPARIN-HALDANE (~ 1930) Brodo Caldo Diluito
55 STANLEY MILLER (1953)
56 In soluzione acquosa (oceano primordiale) non si ha polimerizzazione bensì idrolisi! Ricerca di Habitat alternativi più idonei per la formazione delle Molecole Genetiche primordiali
57 Vulcani sottomarini
58 L AMBIENTE MINERALE
59 THE CLAY HONEYCOMB... Le argille o altri minerali furono necessari per: 1) Concentrare i prodotti presenti nel brodo caldo primordiale; 2) Proteggere questi prodotti dalla distruzione dovuta a raggi U.V.; 3) Catalizzare la polimerizzazione di questi composti fino ad ottenere molecole più complesse... J.D. Bernal (1951)
60 ELECTRON MICROSCOPY (T.E.M.) K-Chromosomal DNA (X 154,000) K-Plasmid DNA (X 271,500)
61 CARATTERISTICHE DEL DNA ADSORBITO ALLE ARGILLE Protezione nei confronti dei raggi UV e dei raggi X U.V. radiation Il DNA adsorbito alle argille è protetto sia contro i raggi UV che i raggi X
62 PANSPERMIA
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64 MOLECOLE NELLO SPAZIO
65 ZUCCHERO NEL CENTRO DELLA GALASSIA Trovata a 26 mila anni luce da noi la glicolaldeide (Novembre 2008) La glicolaldeide è la molecola di partenza per ottenere il ribosio, lo zucchero presente nella molecola dell RNA
66 MOLECOLE DALLO SPAZIO Comete Meteoriti Polvere cosmica
67 POLVERE SPAZIALE OGNI ANNO > TONNELLATE GIUNGONO SULLA TERRA!!!
68 Catalisi di superficie e origine delle molecole nello spazio
69 Molecole adsorbite alle particelle di polvere cosmica potrebbero essere protette nei loro viaggi siderali
70 COMETE
71 GLICINA NELLA COMETA WILD 2 Proteine esseri viventi
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73 METEORITE DI MURCHISON Condrite carbonacea ( anni) Analisi chimica: Aminoacidi Acidi carbossilici Basi nucleotidiche Composti organici fosforati Composti organici solforati Polioli (zuccheri)
74 METEORITE MARZIANO (?) Immagine ad alta risoluzione ottenute tramite microscopia elettronica a scansione mostrano strutture tubulari attribuibili a microorganismi fossili Il meteorite ALH8001,0 si ritiene sia stato espulso da Marte in seguito ad un impatto 16 milioni di anni fa e che sia precipitato sulla terra in Antartide anni fa
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