Biologia cellulare e genetica PERCORSO E AMBITI OPERATIVI 1 L indagine in biologia 4 La sintesi delle proteine 7 Mendel e la trasmissione La biologia cellulare studia le interazioni tra i componenti cellulari. Dal primo microscopio a strumenti sempre più sofisticati fino alla bioinformatica si esamina l organizzazione strutturale e funzionale delle cellule procariote ed eucariote La sintesi proteica è il processo biochimico attraverso il quale l informazione genetica contenuta nel DNA passa nell mRNA e, grazie al tRNA, viene convertita in proteine che nella cellula svolgono una molteplicità di funzioni La trasmissione dei caratteri ereditari fu studiata per la prima volta dal monaco Gregor Mendel che per otto anni compì incroci su piante di piselli, giungendo a dimostrare la ripetitività dei fenomeni e a trarre le regole note come leggi di Mendel 2 Acidi nucleici, nucleotidi 5 L espressione genica 8 Eredità multifattoriale Gli acidi nucleici sono composti formati dalla combinazione di unità più semplici, dette nucleotidi, presenti nel nucleo cellulare. Sono depositari dell informazione genetica e della sua trasmissione di generazione in generazione L espressione genica è l insieme di processi attraverso i quali l informazione contenuta in un gene viene convertita in una proteina in grado di gestire la funzione e l adattabilità della cellula. I meccanismi sono diversi fra procarioti ed eucarioti. A parte si collocano i virus Molte delle caratteristiche di un individuo non seguono la trasmissione mendeliana, ma sono determinate dall interazione fra alleli, fra geni e con l ambiente. I caratteri ereditari sono distinti in qualitativi o discontinui e quantitativi o continui 6 La continuità dei viventi 9 Le mutazioni cellulare e codice genetico 3 Cromosomi, geni e genoma Le informazioni genetiche risiedono nel DNA contenuto nei cromosomi. Le sequenze di nucleotidi che contengono l informazione completa e specifica per una certa proprietà sono i geni. Il patrimonio genetico che caratterizza ogni vivente è il genoma L accrescimento dei viventi avviene attraverso il ciclo cellulare: duplicazione del DNA e ripartizione del citoplasma uguale nei figli. Negli unicellulari ciò coincide con la riproduzione asessuata, nei pluricellulari con la sessuata, derivando dall incontro fra gameti originati per meiosi. Si conoscono tre tipi di cicli biologici IN SINTESI I concetti fondamentali della biologia cellulare e molecolare (dalla struttura delle cellule procariote ed eucariote e del materiale genetico DNA, RNA al collegamento tra geni e proteine, ai meccanismi della riproduzione e dell ereditarietà biologica) probabilmente sono già stati acquisiti durante gli anni precedenti. Data però la loro importanza per la comprensione delle applicazioni biologiche e delle biotecnologie, sia tradizionali che innovative, in questo Capitolo vengono sinteticamente richiamati alla memoria come un occasione di ripasso e revisione degli argomenti base 0080.Parte1_Cap_01.indd 6 dei caratteri Alcuni caratteri appaiono come un improvviso cambiamento del materiale ereditario a livello genico o cromosomico oppure genomico, che determina un cambiamento caratteristico dell organismo. Tali cambiamenti sono detti mutazioni ABSTRACT Chapter 1 - Cell biology and Genetics The basic concepts of cellular and molecular biology (from prokaryotic and eukaryotic cell structures and gene pool structure DNA and RNA to the link between genes and proteins; reproduction processes and biological heredity) have probably been studied in the previous years. However, given their importance for the understanding of both traditional and innovative biological applications and biotechnologies, they are referred to in this chapter as an opportunity for review and revision 26/02/21 16:53