appunti di biologia e fisica




Appunti e curiosità BIOLOGICHE

UN PO' DI NUMERI E DI DEFINIZIONI

Probabilità di formazione spontanea di una PROTEINA: 1 su 50 miliardi di miliardi.

Numero di PROTEINE diverse usate dal nostro corpo: 200.000 tipi.

Le PROTEINE sono composte da circa 100 AMINOACIDI

Esistono 20 tipi di AMINOACIDI.

Gli AMINOACIDI sono costituiti da MOLECOLE.

Ogni MOLECOLA è costituita da un certo numero di ATOMI.

Ogni ATOMO è costituito da un PROTONE più un certo numero di ELETTRONI...ma non è proprio così semplice, vedi avanti.

Ogni PROTONE è a sua volta composto da varie particelle.

COME NASCE UNA PROTEINA E COSA SONO GLI ENZIMI?

Esempi di proteine Dalla doppia elica del DNA viene staccata una sequenza di codice che diventa a singola elica (RNA).

Questo pezzo viene portato al sito dove sono disponibili gli AMINOACIDI.

Il RIBOSOMA, muovendosi lungo l'RNA traduce il messaggio codificato e, usando gli aminoacidi come componenti, genera la PROTEINA.

Le PROTEINE sono destinate a vari usi.

Alcune svolgono funzioni di interruzione, altre compongono i cosiddetti ENZIMI.

Mettere assieme casualmente degli aminoacidi sperando che si creino degli ENZIMI non è molto probabile. Le probabilità sono di 1 con 40 mila zeri, cioè sarebbe come ottenere 50 mila volte di seguito un 6 lanciando un dado!

Nel corpo umano ogni millisecondo avvengono milioni di reazioni biochimiche.

Le reazioni sono per l'appunto controllate dagli ENZIMI.

Esistono circa 2.000 tipi di ENZIMI, che sono uguali in tutto il mondo vivente.

DOVE SI NASCONDE IL DNA?

Il DNA si trova in ogni cellula.

Il DNA è avvolto in ciascun CROMOSOMA.

Il numero di CROMOSOMI varia da specie a specie: nelle cellule umane ci sono 46 CROMOSOMI, come dire 46 "pezzi" di DNA.

In una cellula umana il DNA è lungo 2 metri.

COS'E' l'ATP? (adenosintrifosfato)

E' una molecola che rappresenta la moneta di scambio dell'ENERGIA della cellula.

L'ENZIMA fa da "stampo". All'ENZIMA si attacca, per esempio, una molecola ATP e una di glucosio. Tramite l'azione dell'ENZIMA l'ATP perde una parte che si unisce al glucosio. In pratica l'ENZIMA serve a creare velocemente delle reazioni chimiche specifiche.

CI POSSONO ESSERE ALTRE STRUTTURE DI VITA NELL'UNIVERSO DIVERSE DALLA NOSTRA?

L'energia di base è ricavata dagli ZUCCHERI.

Perchè proprio gli ZUCCHERI?

Perchè sono costituiti dalle due molecole più comuni nell'Universo: IDROGENO e MONOSSIDO DI CARBONIO (cioè atomi di CARBONIO, OSSIGENO, AZOTO, IDROGENO).

Difficile immaginare una forma di energia che non attinga a questi così semplici e abbondanti componenti.

LA TEORIA DI DARWIN

Oggi appare molto discutibile.

Il DNA si riproduce con pochissimi errori. Gli errori sono principalmente negativi (punitivi) per la sopravvivenza.

Non esistono prove nei reperti archeologici di un EVOLUZIONE GRADUALE (come riteneva Darwin), ma si parla di evoluzione a livelli.

Anzi, alcune forme di vita (chissà perchè) non si sono evolute per niente e sono rimaste totalmente invariate per periodi lunghissimi (200 milioni di anni!).

Hoyle sostiene le evoluzioni per salti, cioè provocate improvvisamente da disastri naturali (o dall'arrivo di geni dallo spazio?).

Le COMETE presentano composizioni chimiche molto simili a quelle necessarie per la formazione di esseri viventi.

L'ipotesi è che nel loro vagare per lo spazio facciano da "seminatori di vita".

Una cometa può avere un'orbita talmente ampia da avvicinarsi a comete orbitanti su altre stelle, interscambiando con esse materiale vivente.

Una parte di questo materiale può benissimo raggiungere la Terra, se la sua inclinazione e dimensione è tale da non produrre eccessivo calore d'attrito con l'atmosfera.

Infatti, un batterio può sopravvivere a temperature di 200°.

Inoltre un batterio è molto resistente alle radiazioni (raggi X) che sono presenti nello spazio cosmico, ovvero ha enormi capacità di riparazione dei DNA danneggiati.

DIFFERENZE TRA BATTERI E VIRUS

Un BATTERIO ha sufficienti geni da poter utilizzare materiale non organico.

Il VIRUS, invece, è molto più piccolo e non ha questa capacità, per cui, per riprodursi, deve per forza sfruttare strutture biologiche più grandi, di cui prende il controllo.

L'ipotesi di Hoyle considera i virus come possibili invasori dallo spazio.

In effetti il VIRUS è portatore di DNA che può inserirsi nel DNA di cellule normali e trasformarle stabilmente, riproducendosi con esse.

Se nello spazio viaggiano i BATTERI, questi potrebbero portare anche DNA di VIRUS che col loro tramite, raggiunta la Terra, potrebbero diffondersi e riprodursi in altre cellule.

L'ATOMO COME LO CONOSCIAMO OGGI

Fino al 1896 l'ATOMO era considerato unico e indivisibile.

Dal 1897 si comprende che l'ATOMO è a sua volta composto da un NUCLEO (protoni e neutroni) e da ELETTRONI/NEUTRINI.

Dalla Teoria QUANTISTICA: gli ELETTRONI non occupano realmente orbite ben definite.

Dalla FISICA DELLE PARTICELLE: PROTONI e NEUTRONI sono composti da particelle più piccole, dette QUARK.

I NEUTRINI non interagiscono con la materia, ma possono addirittura attraversare la Terra senza esserne assorbiti.

I QUARK possono abbinarsi due alla volta e formare i MESONI o tre per volta e formare particelle più pesanti.

I QUARK non sono tutti identici.

Sono caratterizzati da 3 proprietà:

- lo SPIN (con 2 alternative)
- il FLAVOUR (sapore) con 5 o più alternative
- il COLOUR con 3 alternative

Per descrivere esattamente un QUARK si devono dunque considerare 30 possibili combinazioni.

Lo SPIN è legato intimamente allo spazio-tempo.

Su larga scala il calcolo deterministico funziona sempre, ma su scala atomica il concetto di causa-->effetto diventa indeterminabile!

Per esempio: non siamo in grado di definire a priori dove si trovi un elettrone. Sembra che sia...la nostra COSCIENZA ha determinarne la posizione!

Il nostro cervello (100 miliardi di neuroni) essendo costituito da miliardi di atomi, agisce in accordo con la meccanica quantistica.

Gli atomi di OSSIGENO e CARBONIO sono prodotti nell'Universo in quantità opportunamente bilanciata. Intento o caso?

COSA SUCCEDE NEL VUOTO?

La distanza in un ATOMO tra il suo NUCLEO e le orbite degli ELETTRONI è enorme!

Per fare un esempio: se il nucleo fosse grande come un pallone da calcio, gli elettroni sarebbero a 10 chilometri di distanza e tra di loro si avrebbe solo del vuoto (vacuum).

Se ad un essere umano togliessimo tutto lo spazio vuoto che c'è tra i suoi atomi, il suo peso sarebbe quasi uguale, ma per vederlo ci vorrebbe il microscopio!

Se siamo fatti quasi completamente di vuoto, ci chiediamo cosa succeda in questo vuoto. La risposta lascia trasparire il fatto che gli eventi nel "vacuum" hanno per la salute un'importanza molto maggiore di quanto non si fosse finora creduto.

Nel vuoto si svolgono i più importanti eventi di ciò che noi chiamiamo "vita".

E' l'ambiente in cui si trovano le forze deboli che garantiscono la nostra formazione e costruzione, che ci permettono di funzionare in ogni momento e che trasmettono l'informazione delle nostre attività ad un campo universale, detto "campo scalare" o "campo di Higgs".

Tutto ciò che facciamo ha origine nell'influenza di un immenso mare energetico che si trova nel nostro vacuum e nell'ambiente circostante.

Tutto ciò che conosciamo come funzioni ormonali ed enzimatiche o immunitarie, avviene in prima fase a causa di uno spostamento di energia nel nostro vacuum. Ma anche l'effetto della nostra psiche sulla materialità del corpo nasce da una veicolazione dell'energia del corpo.

(Ulrich Warnke)

ALTRO SUL DNA

Duplicazione del DNACi sono due tipi di DNA:

- DNA Responsabile, cioè le cui funzioni si intonano con le esigenze della cellula e la cui replicazione di segmenti è coordinata e dipende dalle disponibilità alimentari.

- DNA Irresponsabile, cioè con tendenza innata a replicazione senza freno. Si prende cura solo di sè, perfezionando meccanismi per parassitare il DNA responsabile, integrandosi in esso e alterandone la funzione.

Non tutto il DNA irresponsabile è negativo, però. In taluni casi esso svolge ruoli attivi e utili per la cellula stessa.

DNA contro DNA: lotta per l'esistenza! L'egoismo si riflette sulle cellule e dalle cellule agli organismi e da questi ai complessi sociali che essi costruiscono.

Ad ogni livello ciò che esiste è la COMPETIZIONE per il cibo e per altri fabbisogni.

Competizione che non cessa fino a quando uno degli organismi in lotta non viene distrutto.

Ma la necessità ha imposto una cooperazione: tra i DNA all'interno della stessa cellula, tra le cellule negli organismi e tra gli organismi che formano un sistema, una "società".

Cooperazione e Competizione vanno mano nella mano ad ogni livello, come necessità biologica.

L'equilibrio (precario!) varia con lo stadio evolutivo, lo stato dei geni e le interazioni tra cellule, individui e gruppi sociali.

(Dulbecco, "Il progetto della vita")

COSA SONO GLI ORMONI

Gli ORMONI sono catene di aminoacidi.

Ci sono 3 classi di ORMONI, prodotti in modi diversi.

Gli ormoni sono sostanze "intelligenti" perchè ciascuno seleziona solo cellule speciali su cui agire.

Gli ORMONI sono dei "messaggeri intracellulari", che vanno a comandare diverse funzioni alle cellule, come ad esempio, l'emissione di adrenalina.

Sulla superficie delle cellule ci sono dei recettori in grado di ricevere un particolare tipo di ormone.

Finita la funzione, l'ORMONE ( e a volte anche il recettore) vengono distrutti dagli enzimi all'interno della cellula.

In questo modo possono diminuire i recettori e la cellula diventare meno sensibile.

In altri casi i recettori, risultando in gran numero, fanno sì che la cellula sia ipersensibile ad un certo tipo di ORMONE. (Principio di autoregolazione)

RIPRODUZIONE SESSUALE

I VIRUS possono riprodursi molte volte senza un atto sessuale, ma quando due virus della stessa specie invadono la stessa cellula, i loro DNA possono scambiarsi parti per ricombinazione. I VIRUS, dunque, hanno sesso, ma non hanno genere, cioè non esiste un virus "maschio" e uno "femmina".

Anche i BATTERI non ricorrono regolarmente alla sessualità, ma tramite i PLASMIDI il DNA trasportato si ricombina col DNA del batterio ospite, dando origine ad un nuovo assortimento di geni.

Le cellule che costituiscono il corpo (cellule SOMATICHE) sono DIPLOIDI, cioè contengono due copie di ogni GENE.

Le CELLULE della riproduzione (GAMETI) sono invece APLOIDI, cioè contengono una sola serie di geni.

PARTENOGENESI: riproduzione senza accoppiamento (api, formiche, afidi)

ERMAFRODITI: animali che contengono sia uova che spermatozoi (ostriche, ricci di mare, lombrichi)

La riproduzione sessuale è vantaggiosa perchè è molto raro che gli stessi geni alterati siano presenti in entrambe i partner.

Nella riproduzione aploide, invece, ogni gamete alterato ha il 50% di probabilità di fondersi con un altro gamete alterato.


Autore: Enrico Riccardo Spelta






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