Fondamenti di Biologia Cellulare e Metabolismo: Concetti Chiave

Concetti Fondamentali di Biologia e Metabolismo

Funzionalità Epatica e Indicatori

• Transaminasi: il loro livello nel sangue è utilizzato come indicatore per rilevare possibili anomalie della funzionalità epatica. Quando il fegato è malato, le transaminasi passano nel sangue e vengono rilevati enzimi epatici (es. in caso di epatite).

La Cellula: Struttura e Processi

Divisione Cellulare

• Mitosi: processo di divisione cellulare che include profase, metafase, anafase e telofase.
• Meiosi: processo di divisione cellulare che porta alla riduzione del numero di cromosomi, fondamentale per la formazione dei gameti.

Componenti Cellulari

• Membrana cellulare: è la barriera che decide cosa entra o esce dalla cellula. È coinvolta nella trasformazione dell'energia e lo scambio di sostanze avviene a livello dei suoi recettori.
• Citoplasma: la parte della cellula compresa tra il nucleo e la membrana cellulare.
• Apparato di Golgi: organulo cellulare coinvolto nella modificazione, smistamento e impacchettamento di proteine e lipidi.
• Ribosomi: organuli responsabili della sintesi proteica, leggendo le informazioni genetiche contenute nell'RNA messaggero (mRNA).
• Mitocondri: organuli responsabili di fornire la maggior parte dell'energia necessaria per la cellula attraverso la respirazione cellulare.

Processi Biologici Fondamentali

• Metabolismo energetico: processo chimico-fisico che si verifica nella cellula, comprendente anabolismo e catabolismo.
• Catabolismo: processo di degradazione di molecole complesse in molecole più semplici, con rilascio di energia (es. bruciare i grassi per produrre energia).
• Anabolismo: processo di sintesi di molecole complesse a partire da molecole più semplici, che richiede un consumo di energia.
• Proteine: macromolecole formate da catene lineari di amminoacidi.
• Flusso dell'informazione genetica: il processo di espressione genica che va dal DNA all'RNA (Trascrizione) e poi alla Proteina (Traduzione).
• Anticorpi: sono utilizzati dal sistema immunitario per identificare e neutralizzare corpi estranei come batteri, virus e parassiti.
• Immunità innata: la prima linea di difesa dell'organismo contro gli agenti infettivi.
• Gameti: sono ciascuna delle cellule sessuali che si fondono durante la fecondazione per formare un nuovo individuo.
• Livelli di organizzazione biologica: gerarchia che va dalle cellule ai tessuti, agli organi e ai sistemi.

Metabolismo Energetico e Vie Metaboliche

Macromolecole Energetiche

• Carboidrati: principale fonte di energia per l'organismo.
• Lipidi: riserve di grassi che vengono poi trasformati in energia.
• Glicogeno: polisaccaride di riserva energetica negli animali.
• Maltosio: disaccaride formato da due molecole di glucosio.

Cicli e Processi Chiave

• Ciclo di Krebs: un ciclo metabolico centrale nella respirazione cellulare, che produce energia sotto forma di ATP e precursori per altre vie metaboliche.
• Respirazione cellulare: insieme delle reazioni biochimiche che avvengono nella maggior parte delle cellule, in cui l'acido piruvico (prodotto dalla glicolisi) viene completamente ossidato a CO₂ e H₂O, producendo fino a 38 molecole di ATP.
• Glicolisi: processo metabolico che converte il glucosio in piruvato, con produzione di ATP (è il modo più veloce per convertire lo zucchero in energia).
• Acido piruvico (Piruvato): acido che svolge un ruolo importante nei processi biochimici, essendo il prodotto finale della glicolisi e il punto di partenza per il ciclo di Krebs o la fermentazione.

Schema del Metabolismo dei Carboidrati

Di seguito uno schema semplificato del metabolismo del piruvato:

Carboidrati
    ↓ (Glicolisi, con produzione di 2 ATP)
    Piruvato
    ├───► Via Aerobica (Respirazione Cellulare)
    │       ↓
    │       Ciclo di Krebs, Fosforilazione Ossidativa
    │       ↓
    │       CO₂ + H₂O (Produzione totale fino a 38 ATP)
    │
    └───► Via Anaerobica (Fermentazione)
            ↓
            ├───► Fermentazione Alcolica (Etanolo + CO₂)
            │
            └───► Fermentazione Omolattica (Lattato)

Botulismo: patologia causata da batteri anaerobici.