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> Libri in Lingua Italiana>Discipline biologiche e naturali>Biochimica>Biochimica e biologia molecolare
Biochimica

Biochimica e biologia molecolare

Autori
Tinti

28,50 €

  • publish date marzo 2013
  • ISBN 978-88-299-2292-5
  • Code Piccin 2003141
  • Pages 416

Prefazione

 

 

La Biochimica è una scienza relativamente recente, che si pone l’obiettivo di studiare le molecole ed i meccanismi alla base dei processi biologici. In particolare s’interessa delle componenti chimiche inorganiche ed organiche che costituiscono gli organismi ed il modo con cui esse si trasformano nel corso della vita. L’origine della Biochimica può essere individuata all’inizio del secolo diciannovesimo con la scoperta del primo enzima (la diastasi), avvenuta nel 1833 da parte di Anselme Payen. La Biochimica si è sviluppata soprattutto nel secolo ventesimo quando sono state disponibili tecniche di studio innovative, come la cromatografia, la diffrazione dei raggi x e la spettroscopia. In questa fase sono stati scoperti importanti processi biochimici, come la sequenza ciclica che coinvolge l’acido citrico; questo processo fu denominato ciclo di Krebs in onore di Hans Adolf Krebs che giunse alla sua scoperta nel 1937.

Nella seconda metà del secolo ventesimo le indagini biochimiche si affinarono e raggiunsero i livelli molecolari; con gli studi svolti da James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins e Rosalind Franklin nel 1953 fu possibile comprendere il modo con cui il DNA è organizzato, contiene e trasmette le informazioni. Da questo momento in poi i processi di acquisizione delle conoscenze si sono sviluppati in modo imponente ed hanno permesso di costruire un quadro dei meccanismi biochimici piuttosto ampio e in continua evoluzione. Le conoscenze acquisite non sono state fini a se stesse, ma hanno avuto anche importanti ricadute nell’ambito di numerose attività, quali il risanamento ambientale, la diagnostica, la terapia medica e le produzioni industriali.

Di primaria importanza è stata la possibilità di intervenire direttamente sul DNA al fine di modificarne la sequenza. Ciò ha aperto la strada ad enormi possibilità applicative, quali la creazione di nuove specie o di individui con specifiche caratteristiche, ma ha posto evidenti interrogativi di carattere scientifico, religioso ed etico-morale sui limiti che l’uomo deve porsi di fronte alla possibilità di intervenire nel cuore dei processi biologici.

 

 

LA BIOCHIMICA NELLA SCUOLA SECONDARIA SUPERIORE

Con la recente riforma della scuola secondaria superiore sono stati modificati profondamente i corsi dell’istruzione tecnica e scientifica per adeguare il piano dell’offerta formativa alle nuove esigenze che la società richiede. Nell’ambito di questa riforma sono stati attivati nuovi corsi, quali le Biotecnologie sanitarie e le Biotecnologie ambientali.

Nell’articolazione “Biotecnologie sanitarie” vengono identificate, acquisite e approfondite le competenze relative alle metodiche per la caratterizzazione dei sistemi biochimici, biologici, microbiologici e anatomici e all’uso delle principali tecnologie sanitarie nel campo biomedicale, farmaceutico e alimentare, al fine di identificare i fattori di rischio e causali di patologie, e applicare studi epidemiologici, contribuendo alla promozione della salute personale e collettiva.

Nell’articolazione “Biotecnologie ambientali” vengono identificate, acquisite e approfondite le competenze relative al governo e controllo di progetti, processi e attività, nel rispetto delle normative sulla protezione ambientale e sulla sicurezza degli ambienti di vita e di lavoro, e allo studio delle interazioni fra sistemi energetici e ambiente, specialmente riferite all’impatto ambientale degli impianti e alle relative emissioni inquinanti.

Nell’ambito dei suddetti corsi l’insegnamento della Biochimica, unitamente a quello della Chimica Organica, concorre a far conseguire allo studente, al termine del percorso quinquennale, i seguenti risultati di apprendimento relativi al profilo educativo, culturale e professionale:

riconoscere gli aspetti geografici, ecologici, territoriali dell’ambiente naturale ed antropico, le connessioni con le strutture demografiche, economiche, sociali, culturali e le trasformazioni intervenute nel corso del tempo;

padroneggiare l’uso di strumenti tecnologici con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell’ambiente e del territorio;

intervenire nelle diverse fasi e livelli del processo produttivo, dall’ideazione alla realizzazione del prodotto, per la parte di propria competenza, utilizzando gli strumenti di progettazione, documentazione e controllo.

 

 

OBIETTIVI DEL TESTO

L’obiettivo fondamentale del testo è quello di fornire agli studenti gli strumenti teorico-pratici necessari per acquisire un’organica conoscenza delle componenti chimiche che costituiscono gli organismi viventi e dei fondamentali processi biochimici che sono alla base della vita. Alcuni contenuti esposti nel testo sono strettamente interconnessi con quelli di altri insegnamenti. In relazione a quelle che sono le indicazioni presenti nelle linee guida della riforma della scuola secondaria superiore è opportunamente approfondita una parte microbiologica che permette di ampliare la prospettiva con cui è esaminato il mondo biologico. Un obiettivo sicuramente non secondario che mi sono proposto è stato quello di trasmettere, attraverso quanto scritto, la passione per lo studio dei fenomeni biologici e quindi per la vita nella sua accezione più ampia.

 

 

REALIZZAZIONE

Il testo è frutto dell’esperienza maturata nel corso di oltre dieci anni di insegnamento della Biochimica e Biologia Molecolare e ultraventennale della Microbiologia, tenuti nell’ambito dei corsi Biologico Sanitario e Biologico presso l’ISTVAS di Ancona. L’opera è stata realizzata anche con la fattiva collaborazione degli studenti e di quanti sono stati coinvolti con me nell’attività didattica. L’elaborazione finale è stata preceduta da una lunga ricerca bibliografica ed ha richiesto l’impiego di immagini, disegni e schemi, gran parte dei quali realizzati personalmente. Dal momento che il testo è rivolto principalmente a chi debba approfondire la Biochimica per la prima volta, ho cercato di impiegare un linguaggio semplice, tuttavia nella descrizione degli argomenti compositi, come ad esempio la biosintesi del DNA e delle proteine, la terminologia diviene più articolata e la descrizione più complessa.

 

 

STRUTTURA

In relazione alla normativa vigente, l’opera comprende un libro di testo ed una sezione online. Il libro di testo è suddiviso in quattro parti e ventitre capitoli. Al termine di ognuno di essi è presente un questionario che permette un regolare riscontro delle abilità acquisite dagli studenti. In diversi capitoli è descritta un’esperienza di laboratorio, di esecuzione semplice, ma didatticamente valida, in cui sono opportunamente evidenziati i fattori di rischio chimico-fisico e le strategie necessarie a ridurne gli effetti. Il libro di testo è corredato di indice generale, indice analitico, glossario e di altri strumenti (tavola periodica degli elementi, abbreviazioni biochimiche, simboli ed altro) necessari a rendere l’opera più completa possibile.

La sezione online sviluppa contenuti microbiologici che forniscono l’adeguato supporto allo studio della Biochimica, come richiesto dalle linee guida della riforma scolastica. In questa parte è posta adeguata attenzione alla descrizione dei fattori di rischio connessi con le attività sviluppate nei laboratori scolastici in genere e microbiologici in particolare. Sono quindi esaminati i principi e le tecniche necessari alla coltivazione ed al controllo della crescita microbica. Per ultimo sono trattati i principali gruppi microbici e virali impiegati nelle biotecnologie tradizionali ed innovative.

 

 

Libro di testo

Parte prima

Le basi della Biochimica.            In questa parte sono approfonditi gli aspetti fondamentali alla base della Biochimica, quali i principi della termodinamica, la cellula eucariotica e procariotica, le proprietà dell’acqua e le proprietà delle molecole alla base della vita. È una parte essenziale per recuperare ed approfondire alcuni aspetti che gli studenti incontrano in discipline che precedono la Biochimica e porli in linea con le esigenze dei punti trattati successivamente. Una parte significativa è destinata all’analisi dei fattori di rischio presenti nel laboratorio di Biochimica ed alle strategie tecniche e comportamentali necessarie a ridurre al minimo i pericoli connessi con lo sviluppo delle attività pratiche.

Parte seconda

Le biomolecole.            In questa parte sono prese in esame le biomolecole alla base dei processi biologici. Sono trattati, in particolare: i carboidrati, gli amminoacidi e le proteine, i nucleotidi e gli acidi nucleici, i lipidi semplici ed i lipidi complessi. Sono approfonditi, inoltre, i complessi sovramolecolari come le membrane, le molecole con i relativi meccanismi di comunicazione extracellulare e di conversione del segnale all’interno della cellula.

Parte terza

Il metabolismo energetico.            In questa parte sono approfonditi i principali processi anabolici e catabolici che interessano i carboidrati, i lipidi, gli amminoacidi ed i nucleotidi. Sono evidenziati gli aspetti finalizzati alla produzione ed all’immagazzinamento dell’energia, quindi finalizzati alla produzione di ATP e delle altre biomolecole contenenti l’energia disponibile per il lavoro cellulare. Sono adeguatamente esaminati, inoltre, i meccanismi alla base della respirazione cellulare, della fotosintesi e degli altri processi bioenergetici.

Parte quarta

L’informazione genetica.            Nell’ultima parte del testo sono presi in esame gli acidi nucleici ed il loro metabolismo. In particolare sono trattati: la struttura del DNA e degli RNA, la replicazione del DNA, la trascrizione del DNA in RNA, le alterazioni ed i meccanismi riparativi del DNA, oltre che le mutazioni. In questa parte sono approfonditi, inoltre, la sintesi delle proteine, i meccanismi di regolazione genica e le biotecnologie.

 

 

Sezione online

Le basi microbiologiche della Biochimica

Capitolo 1.  Il rischio biologico nel laboratorio di microbiologia

Capitolo 2.           L’osservazione microscopica

Capitolo 3.  Le esigenze microbiche

Capitolo 4.  La coltivazione dei microrganismi

Capitolo 5.  La riproduzione microbica

Capitolo 6.  Il controllo della crescita microbica

Capitolo 7.           Microrganismi e virus d’interesse biotecnologico

 

INDICE GENERALE
PARTE I - Le basi della Biochimica
1. LE BASI DELLA MATERIA VIVENTE  3
1.1. I CARATTERI DELLA MATERIA VIVENTE  3
1.2. L’UNITARIETÀ BIOCHIMICA DEGLI ORGANISMI
VIVENTI  4
1.3. LE MACROMOLECOLE ALLA BASE DELLA VITA 5
1.4. L’ENERGIA ED I PROCESSI BIOLOGICI  5
1.5. IL RUOLO DEGLI ENZIMI NEI PROCESSI
BIOLOGICI  8
1.6. IL RUOLO DELL’ATP  8
1.7. LA REGOLAZIONE DEI PROCESSI METABOLICI 9
1.8. IL RUOLO DEL DNA NEI PROCESSI BIOCHIMICI 10
1.9. IL RUOLO DEGLI RNA E DELLE PROTEINE  10
1.10. LABORATORIO: La sicurezza nel laboratorio di
Biochimica  11
QUESITI DEL CAPITOLO 1 15
2. LE ORGANIZZAZIONI BIOLOGICHE:
CELLULE E VIRUS 17
2.1. LE CELLULE PROCARIOTICHE  17
2.1.1 Morfologia e composizione chimica  17
2.1.2 La struttura delle cellule procariotiche  18
2.2. L’EVOLUZIONE DELLE CELLULE PROCARIOTICHE  19
2.3. LE CELLULE EUCARIOTICHE 20
2.3.1 La composizione chimica  20
2.3.2 La struttura delle cellule eucariotiche  21
2.4. I VIRUS 25
2.5. LABORATORIO: Confronto tra cellule
eucariotiche e procariotiche con forma
sferica-ovoidale  26
QUESITI DEL CAPITOLO 2  27
3. LE PROPRIETÀ DELL’ACQUA  29
3.1. LE PROPRIETÀ CHIMICO-FISICHE DELL’ACQUA 29
3.2. LA IONIZZAZIONE DELL’ACQUA E DEI
SOLUTI 31
3.3. I PROCESSI BIOCHIMICI IN CUI È COINVOLTA
L’ACQUA  32
3.4. LABORATORIO: Idrolisi acida dell’amido  33
QUESITI DEL CAPITOLO 3 35
4. LE MOLECOLE ALLA BASE DELLA VITA  37
4.1. LE CARATTERISTICHE ATOMICHE DEL
CARBONIO 37
4.2. LA STEREOCHIMICA DELLE MOLECOLE
ORGANICHE  38
4.3. LE REAZIONI CHIMICHE  40
4.4. LE REAZIONI CHIMICHE CELLULARI  41
4.5. I MONOMERI E LE MACROMOLECOLE  42
4.6. LABORATORIO: Polarimetria e polarimetro  43
QUESITI DEL CAPITOLO 4  45
PARTE II - LE BIOMOLECOLE
5. I CARBOIDRATI 49
5.1. I MONOSACCARIDI  49
5.2. LA STRUTTURA CICLICA DEI
MONOSACCARIDI 51
5.3. LE CONFORMAZIONI DEI
MONOSACCARIDI  52
5.4. I DERIVATI DEI MONOSACCARIDI  53
5.5. IL LEGAME GLICOSIDICO E LA FORMAZIONE
DEI DISACCARIDI  55
5.6. I POLISACCARIDI  56
5.7. GLICOPROTEINE E GLICOLIPIDI  58
5.8. LABORATORIO: Gli zuccheri ossidabili
(riducenti) 59
QUESITI DEL CAPITOLO 5  61
6. GLI AMMINOACIDI E LE PROTEINE  63
6.1. GLI AMMINOACIDI DELLA SERIE L E D  63
6.2. LA CLASSIFICAZIONE DEGLI AMMINOACIDI  64
6.3. GLI AMMINOACIDI COME IONI DIPOLARI  64
6.4. IL PUNTO ISOELETTRICO  67
6.5. IL LEGAME PEPTIDICO  67
6.6. I POLIMERI DEGLI AMMINOACIDI  67
6.7. LA CLASSIFICAZIONE DELLE PROTEINE  68
6.8. LA STRUTTURA DELLE PROTEINE  69
6.8.1 Struttura primaria  69
6.8.2 Struttura secondaria  70
6.8.3 Struttura terziaria  72
6.8.4 Struttura quaternaria  72
6.8.5 Struttura supersecondaria e domini  72
6.9. LA DENATURAZIONE PROTEICA  72
6.10. LE PROTEINE FIBROSE  73
6.11. LE PROTEINE GLOBULARI  74
6.12. LABORATORIO: La cromatografia degli
amminoacidi su carta  76
6.13. LABORATORIO: Elettroforesi delle
sieroproteine  79
QUESITI DEL CAPITOLO 6 81
7. I LIPIDI  83
7.1. I LIPIDI SEMPLICI  83
7.1.1. Gli acidi grassi  83
7.1.2. Le molecole isoprenoidi  85
7.1.3. Le vitamine liposolubili  87
7.1.4. Gli steroidi  88
7.2. I LIPIDI COMPLESSI  89
7.2.1. Lipidi di riserva e di protezione  90
7.2.2. I lipidi di membrana  90
7.3. LABORATORIO: Estrazione della trimiristina
dalla noce moscata  94
QUESITI DEL CAPITOLO 7  95
8. I NUCLEOTIDI E GLI ACIDI NUCLEICI  97
8.1. I NUCLEOSIDI ED I NUCLEOTIDI  98
8.1.1. La struttura dei nucleosidi e dei nucleotidi 98
8.1.2. Oligo- e polinucleotidi  100
8.2. LA STRUTTURA DEL DNA  101
8.2.1. Le sequenze insolite del DNA  102
8.3. LA STRUTTURA DEGLI RNA  102
8.3.1. Gli RNA messaggeri (mRNA)  103
8.3.2. Gli RNA ribosomiali (rRNA)  103
8.3.3. Gli RNA transfer (tRNA)  104
8.4. LA DENATURAZIONE E LA RINATURAZIONE
DEL DNA  105
8.5. LE ALTRE FUNZIONI DEI NUCLEOTIDI  105
8.5.1. L’ATP e gli altri ribonucleosidi trifosfati  105
8.5.2. I nucleotidi come cofattori  105
8.5.3. I nucleotidi come messaggeri
intracellulari 106
8.6. LABORATORIO: Estrazione del DNA  107
QUESITI DEL CAPITOLO 8  108
9. GLI ENZIMI  111
9.1. INTRODUZIONE  111
9.2. NOMENCLATURA E CLASSIFICAZIONE  111
9.3. NATURA DELL’ENZIMA  112
9.3.1. Il sito attivo  113
9.3.2. I siti allosterici  113
9.4. LA REAZIONE ENZIMATICA  114
9.4.1. Modello chiave serratura  114
9.4.2. Modello dell’adattamento indotto  114
9.5. ENERGIA DI ATTIVAZIONE DELLA REAZIONE
ENZIMATICA  115
9.6. I FATTORI CHE INFLUENZANO LA CINETICA
ENZIMATICA  115
9.6.1. La concentrazione del substrato  116
9.6.2. La concentrazione dell’enzima  116
9.6.3. Gli inibitori enzimatici  117
9.6.4. La temperatura  118
9.6.5. Il pH  119
9.7. LA REGOLAZIONE DELL’ATTIVITÀ ENZIMATICA 119
9.7.1. Modificazioni nella produzione degli
enzimi 120
9.7.2. Modificazioni post-traduzionali  120
9.7.3. Compartimentazione enzimatica e delle
vie metaboliche  120
9.7.4. Regolazione allosterica  121
9.7.5. Proteolisi enzimatica  122
9.8. LABORATORIO: Dosaggio dell’attività
enzimatica dell’alcol-deidrogenasi  123
QUESITI DEL CAPITOLO 9 124
10. LA MEMBRANA CELLULARE   125
10.1. COMPOSIZIONE CHIMICA E STRUTTURA
DELLA MEMBRANA CELLULARE  125
10.1.1. Le proteine della membrana cellulare  125
10.1.2. I lipidi di membrana  126
10.2. LE FUNZIONI DELLA MEMBRANA CELLULARE 129
10.3. IL PASSAGGIO DEI SOLUTI ATTRAVERSO
LA MEMBRANA  129
10.3.1. La diffusione semplice  129
10.3.2. I meccanismi di trasporto  130
10.4. L’ENDOCITOSI  133
10.5. LABORATORIO: Determinazione della
pressione osmotica presente in cellule
parenchimali di tuberi di patata  135
QUESITI DEL CAPITOLO 10  137
11. LA CHIMICA DELLE COMUNICAZIONI  139
11.1. LE RELAZIONI INTERCELLULARI NEI
MICRORGANISMI  141
11.1.1. Le relazioni intercellulari nei procarioti (cianobatteri)  141
11.1.2. Le relazioni intercellulari negli eucarioti semplici (mixomiceti)  142
11.1.3. Il sistema delle comunicazioni
intercellulari negli eucarioti complessi  142
11.2. LE MOLECOLE SEGNALE (LIGANDI)  143
11.2.1. Gli ormoni ed i neurotrasmettitori  144
11.3. I RECETTORI E LA TRASDUZIONE DEL
SEGNALE 145
11.3.1. I recettori di membrana  145
11.3.2. La trasduzione del segnale intracellulare 146
11.3.3. I recettori intracellulari  150
11.4. IL SISTEMA ENDOCRINO UMANO  151
11.4.1. Gli ormoni ipotalamici  151
11.4.2. Gli ormoni ipofisari  152
11.4.3. Gli ormoni tiroidei  154
11.4.4. Gli ormoni surrenali  154
11.4.5. Gli ormoni sessuali  155
11.4.6. Gli ormoni pancreatici  156
11.4.7. Gli eicosanoidi  157
11.5. LA NEUROTRASMISSIONE ED I PRINCIPALI
NEUROTRASMETTITORI  157
11.5.1. Le sinapsi  157
11.5.2. I neurotrasmettitori monoamminici  158
11.5.3. I neurotrasmettitori amminoacidici  159
11.5.4. I neurotrasmettitori peptidici  159
11.6. LABORATORIO: Determinazione della glicemia
e test da carico orale di glucosio  160
QUESITI DEL CAPITOLO 11  162
PARTE III - IL METABOLISMO ENERGETICO
12. BIOENERGETICA E METABOLISMO  167
12.1. I PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA E DELLA
BIOENERGETICA  167
12.2. ADDITTIVITÀ DELLE VARIAZIONI DI ENERGIA
LIBERA  169
12.3. LE MOLECOLE AD ALTO CONTENUTO
ENERGETICO  169
12.3.1. Le molecole fosforilate  169
12.3.2. Le altre molecole ad alto contenuto energetico  170
12.4. LE REAZIONI REDOX BIOLOGICHE  170
12.4.1. Il potenziale di riduzione standard  171
12.4.2. L’energia contenuta nell’ATP  172
12.4.3. L’ossidazione della sostanza organica  172
12.5. I COENZIMI DELLE OSSIDOREDUTTASI:
NAD, NADP, FAD E FMN  173
12.6. IL METABOLISMO  174
12.6.1. Il metabolismo energetico  175
12.7. LABORATORIO: Determinazione dello spettro
di assorbimento del NADH e del NAD+  178
QUESITI DEL CAPITOLO 12  179
13. IL METABOLISMO GLUCIDICO  181
13.1. LA GLICOLISI (via di Embden-Meyerhof)  181
13.2. IL DESTINO DEL PIRUVATO E DEL NADH  183
13.3. I PROCESSI FERMENTATIVI  185
13.3.1. La fermentazione lattica nei batteri  187
13.3.2. La fermentazione lattica nel muscolo  187
13.4. LA REGOLAZIONE ENZIMATICA DELLA
GLICOLISI  188
13.5. LA GLICOGENOSINTESI  189
13.6. LA GLICOGENOLISI  190
13.7. LA VIA DEI PENTOSO FOSFATI (una via
alternativa alla glicolisi)  191
13.8. LA GLUCONEOGENESI  194
13.8.1. Il bilancio energetico della gluconeogenesi 198
13.9. IL CICLO DI KREBS (ciclo degli acidi
tricarbossilici)  198
13.9.1. La decarbossilazione ossidativa del
piruvato  198
13.9.2. Le reazioni del ciclo di Krebs  199
13.9.3. Gli intermedi metabolici prodotti nel ciclo
di Krebs  201
13.9.4. La regolazione del ciclo di Krebs  202
13.10. LA RESA ENERGETICA DEL CATABOLISMO
GLUCIDICO  203
13.11. IL DIABETE MELLITO  204
13.11.1. La classificazione del diabete
mellito  205
13.11.2. La diagnosi di diabete mellito  205
13.11.3. I sintomi  205
13.11.4. Le complicanze diabetiche  206
13.11.5. La terapia  206
13.12. LABORATORIO: La fermentazione alcolica
prodotta da Saccharomyces cerevisiae
(lievito di birra)  206
QUESITI DEL CAPITOLO 13  208
14. IL CATABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI
E DEGLI AMMINOACIDI  209
14.1. LA DIGESTIONE E L’ASSORBIMENTO DEI LIPIDI 209
14.2. UTILIZZAZIONE DEI TRIACILGLICEROLI  210
14.3. LA β-OSSIDAZIONE  211
14.3.1. Le reazioni della β-ossidazione  211
14.3.2. La resa energetica della β-ossidazione  212
14.3.3. I corpi chetonici  213
14.4. IL CATABOLISMO DEGLI AMMINOACIDI  215
14.4.1. La digestione e l’assorbimento delle
proteine  215
14.4.2. L’impiego degli amminoacidi  215
14.4.3. Il ciclo dell’urea  218
14.4.4. La degradazione degli amminoacidi  219
14.4.5. Gli amminoacidi chetogenetici  220
14.4.6. Gli amminoacidi glucogenetici  221
14.4.7. Le alterazioni del catabolismo
amminoacidico  221
14.4.8. La decarbossilazione degli amminoacidi 223
14.5. LABORATORIO: La saponificazione dei
triacilgliceroli  224
QUESITI DEL CAPITOLO 14  225
15. I MITOCONDRI E LA FOSFORILAZIONE
OSSIDATIVA 227
15.1. LA STRUTTURA DEL MITOCONDRIO  227
15.2. LA FUNZIONE DEI MITOCONDRI  228
15.3. LA CATENA RESPIRATORIA E LA
FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA  229
15.3.1. Le componenti della catena respiratoria 229
15.3.2. Organizzazione della catena respiratoria 230
15.3.3. Termodinamica della catena respiratoria 232
15.3.4. La teoria chemiosmotica di P. Mitchell  233
15.3.5. Il complesso ATP sintasi (ATPasi)  234
15.3.6. Il rendimento della fosforilazione
ossidativa  234
15.3.7. Le traslocasi della membrana
mitocondriale  235
15.3.8. Ossidazione del NADH citoplasmatico  236
15.3.9. La regolazione della fosforilazione
ossidativa  236
15.4. APROFONDIMENTO: Determinazione della
soglia aerobica nell’esercizio fisico  236
QUESITI DEL CAPITOLO 15  238
16. I CLOROPLASTI E LA
FOTOFOSFORILAZIONE  239
16.1. CARATTERISTICHE DEI CLOROPLASTI  239
16.2. I PIGMENTI FOTOSINTETICI  240
16.3. I PROCESSI FOTOSINTETICI  241
16.4. LA FOTOSINTESI OSSIGENICA  242
16.4.1. La fotolisi dell’acqua  243
16.4.2. Aspetti energetici della
fotofosforilazione 243
16.5. LA FOTOSINTESI ANOSSIGENICA  244
16.5.1. La fotosintesi nei batteri purpurei
fotosintetici  245
16.5.2. La fotosintesi nei batteri verdi
fotosintetici  246
16.6. IL CICLO DI CALVIN-BENSON (fase oscura
della fotosintesi)  246
16.6.1. Le reazioni del ciclo di Calvin-Benson  246
16.6.2. Stechiometria del ciclo di Calvin-Benson 247
16.6.3. Energia e potere riducente necessari per
il ciclo di Calvin-Benson  248
16.7. LABORATORIO: Cromatografia su carta dei
fotopigmenti  248
QUESITI DEL CAPITOLO 16  249
17. LE BIOSINTESI DEI LIPIDI
DEGLI AMMINOACIDI E DEI
NUCLEOTIDI  251
17.1. LA BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI  251
17.1.1. Trasporto dell’acetil-CoA nel citoplasma 251
17.1.2. Il meccanismo della sintesi degli acidi
grassi  251
17.1.3. Dispendio energetico nella biosintesi
degli acidi grassi  256
17.1.4. La regolazione della sintesi degli acidi
grassi  256
17.2. LA BIOSINTESI DEI TRIACILGLICEROLI  256
17.3. LA BIOSINTESI DEL COLESTEROLO  257
17.4. IL TRASPORTO DEI LIPIDI NEL SANGUE  257
17.5. IL METABOLISMO AZOTATO  259
17.5.1. Il ciclo dell’azoto  259
17.5.2. La fissazione dell’azoto  260
17.5.3. La sintesi degli amminoacidi  261
17.5.4. La regolazione del metabolismo amminoacidico  262
17.5.5. Le altre funzioni degli amminoacidi  262
17.6. LA BIOSINTESI DEI NUCLEOTIDI  262
17.6.1. La sintesi delle pirimidine  262
17.6.2. La sintesi delle purine  263
17.6.3. Il catabolismo dei nucleotidi  263
QUESITI DEL CAPITOLO 17  265
PARTE IV - L’INFORMAZIONE GENETICA
18. GENI E CROMOSOMI  269
18.1. IL GENOMA DEI PROCARIOTI  272
18.1.1. La struttura del genoma procariotico  272
18.1.2. La plasticità del genoma procariotico  273
18.1.3. La dimensione del genoma procariotico 274
18.1.4. La struttura del gene procariotico  274
18.2. IL GENOMA DEGLI EUCARIOTI  275
18.2.1. L’organizzazione del genoma eucariotico 275
18.2.2. I cromosomi eucariotici  277
18.2.3. L’organizzazione del genoma umano  278
18.2.4. Le componenti della cromatina  278
18.2.5. I gradi di organizzazione della cromatina 281
18.2.6. La struttura del gene eucariotico  282
18.3. IL GENOMA VIRALE E DEI VIROIDI  283
QUESITI DEL CAPITOLO 18  284
19. IL METABOLISMO DEL DNA  285
19.1. LA REPLICAZIONE DEL DNA PROCARIOTICO  285
19.1.1. Ruolo della membrana plasmatica
batterica  287
19.1.2. Replicazione bidirezionale del DNA in
E. coli  287
19.2. REPLICAZIONE DEL DNA EUCARIOTICO  289
19.2.1. Le DNA polimerasi eucariotiche  289
19.2.2. La replicazione eucariotica  289
19.3. LE ALTERAZIONI DEL DNA  290
19.4. I MECCANISMI RIPARATIVI DEL DNA  291
19.5. CLASSIFICAZIONE DELLE MUTAZIONI  293
19.6. LA RICOMBINAZIONE DEL DNA  294
19.6.1. La ricombinazione omologa e la meiosi  295
19.6.2. La ricombinazione batterica  296
19.6.3. Gli elementi trasponibili  297
19.6.4. Ruolo ed evoluzione degli elementi trasponibili  300
QUESITI DEL CAPITOLO 19  301
20. LA TRASCRIZIONE  303
20.1. INTRODUZIONE  304
20.2. LA TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI  305
20.2.1. La trascrizione in E. coli  306
20.3. LA TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI  308
20.3.1. Il meccanismo trascrizionale  308
20.3.2. Modificazioni post-trascrizionali degli
rRNA e dei tRNA eucariotici  309
20.4. LA TRASCRIZIONE NEI RIBOVIRUS  310
QUESITI DEL CAPITOLO 20  312
21. LA TRADUZIONE E LA SINTESI
PROTEICA  313
21.1. IL CODICE GENETICO  313
21.2. GLI RNA COINVOLTI NELLA SINTESI
PROTEICA  314
21.3. I RIBOSOMI  315
21.4. LA BIOSINTESI DELLE PROTEINE  316
21.4.1. Attivazione degli amminoacidi  316
21.4.2. Formazione del complesso d’inizio  317
21.4.3. Allungamento della catena  319
21.4.4. Termine della sintesi  320
21.4.5. Maturazione delle proteine  320
21.5. IL TRASPORTO DELLE PROTEINE  322
21.6. LA DEGRADAZIONE DELLE PROTEINE  323
QUESITI DEL CAPITOLO 21  325
22. LA REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE
GENICA  327
22.1. INTRODUZIONE  327
22.1.1. I caratteri delle proteine regolatrici  329
22.2. LA REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA
NEI PROCARIOTI  329
22.2.1. I meccanismi di regolazione
trascrizionale  329
22.2.2. La regolazione co-trascrizionale  334
22.3. LA REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA
NEGLI EUCARIOTI  334
22.3.1. Gli enhancers  335
22.3.2. I domini delle proteine regolatrici  335
22.3.3. Cromatina ed espressione genica
eucariotica  337
22.3.4. Il silenziamento genico  337
22.3.5. La regolazione post-trascrizionale  339
QUESITI DEL CAPITOLO 22  340
23. LA TECNOLOGIA DEL DNA
RICOMBINANTE  341
23.1. TECNICHE DEL DNA RICOMBINANTE  342
23.1.1. Gli enzimi di restrizione  342
23.1.2. L’elettroforesi  343
23.1.3. L’ibridazione del DNA  344
23.1.4. Il southern blot  345
23.1.5. L’amplificazione del DNA  346
23.1.6. I vettori di clonaggio  347
23.1.7. Le librerie di DNA  349
23.2. LA RICOMBINAZIONE DEL DNA BATTERICO
CON GENI ETEROLOGHI  350
23.3. IMPIEGO DEL DNA RICOMBINANTE  352
QUESITI DEL CAPITOLO 23  357
APPENDICI
ABBREVIAZIONI BIOCHIMICHE  361
ABBREVIAZIONI DEGLI AMMINOACIDI  363
CODICE GENETICO 363
ABBREVIAZIONE DELLE UNITÀ DI MISURA 364
PREFISSI E ABBREVIAZIONI DEI PREFISSI
USATI NEL SISTEMA INTERNAZIONALE DI MISURA 364
COSTANTI FISICHE PIÙ COMUNEMENTE UTILIZZATE IN TERMODINAMICA 364
ALFABETO GRECO 364
GLOSSARIO 365
BIBLIOGRAFIA  385
Indice analitico 387
Sommario della Sezione Online
Le basi microbiologiche della Biochimica
1. IL RISCHIO BIOLOGICO NEL LABORATORIO
DI MICROBIOLOGIA
1.1. INTRODUZIONE
1.2. I PRINCIPALI FATTORI DI RISCHIO IN UN
LABORATORIO MICROBIOLOGICO
1.3. IL RISCHIO BIOLOGICO IN LABORATORIO
1.4. LA CLASSIFICAZIONE DEGLI AGENTI BIOLOGICI
1.5. L’ORGANIZZAZIONE DI UN LABORATORIO DI
MICROBIOLOGIA DI BASE
1.6. LA SICUREZZA NEL LABORATORIO DI
MICROBIOLOGIA DI BASE 
1.7. LE CAPPE DI SICUREZZA BIOLOGICA
1.8. PROCEDURE DA SEGUIRE NEL CASO DI
SVERSAMENTO O DI ESPOSIZIONE AGLI AGENTI
BIOLOGICI
1.9. I TRATTAMENTI ANTIMICROBICI FISICI E CHIMICI
1.10. DECRETO LEGISLATIVO 81/2008; ALLEGATO XLVI:
ELENCO DEGLI AGENTI BIOLOGICI CLASSIFICATI
QUESITI DEL CAPITOLO 1
2. L’OSSERVAZIONE MICROSCOPICA
2.1. BASI DELLA MICROSCOPIA
2.2. IL MICROSCOPIO OTTICO COMPOSTO
2.3. LA MICROSCOPIA OTTICA
2.4. ALLESTIMENTO DEI PREPARATI PER LA
MICROSCOPIA OTTICA
2.5. I COLORANTI
2.6. LE COLORAZIONI MICROBIOLOGICHE
2.7. IL MICROSCOPIO ELETTRONICO
2.8. ALLESTIMENTO DEI PREPARATI PER IL TEM
QUESITI DEL CAPITOLO 2
3. LE ESIGENZE MICROBICHE
3.1. INTRODUZIONE
3.2. ESIGENZE ENERGETICHE
3.3. ESIGENZE NUTRIZIONALI
3.4. ASSUNZIONE DEI NUTRIENTI
3.5. ESIGENZE CHIMICO-FISICHE
QUESITI DEL CAPITOLO 3
4. LA COLTIVAZIONE DEI MICRORGANISMI
4.1. FINALITÀ DELLE COLTURE MICROBICHE
4.2. TERRENI DI COLTURA
4.3. PREPARAZIONE DEI TERRENI DI COLTURA
4.4. PRINCIPALI TECNICHE COLTURALI
QUESITI DEL CAPITOLO 4
5. LA RIPRODUZIONE MICROBICA
5.1. INTRODUZIONE
5.2. CICLO RIPRODUTTIVO DEI PROCARIOTI
5.3. DINAMICA DELLE POPOLAZIONI MICROBICHE
5.4. DETERMINAZIONI QUANTITATIVE
5.5. LA CURVA DI CRESCITA MICROBICA
QUESITI DEL CAPITOLO 5
6. IL CONTROLLO DELLA CRESCITA
MICROBICA
6.1. INTRODUZIONE
6.2. AGENTI ANTIMICROBICI FISICI
6.3. AGENTI ANTIMICROBICI CHIMICI
QUESITI DEL CAPITOLO 6
7. MICRORGANISMI E VIRUS D’INTERESSE
BIOTECNOLOGICO
7.1. DEFINIZIONE DI BIOTECNOLOGIE
7.2. LE PRINCIPALI TAPPE DELLE BIOTECNOLOGIE
7.3. I GRUPPI MICROBICI E VIRUS D’INTERESSE
BIOTECNOLOGICO
Quesiti del Capitolo 7

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