Biologia Generale: Biotecnologie, Biodiversità e Fisiologia Animale

Una serie di flashcards completa che copre i temi principali della biologia generale: dalle biotecnologie e genetica molecolare alla fisiologia dei sistemi (circolatorio, respiratorio, escretore) ed evoluzione dei vertebrati.

Qual è la definizione di biotecnologie fornita nel testo?

Applicazione di cellule, organismi o processi biologici per la produzione di beni e servizi tramite la trasformazione di sostanze attraverso agenti biologici.

Qual è la modifica genetica principale della varietà di soia Roundup Ready?

È stata resa resistente al glifosato, principio attivo del diserbante Roundup, permettendo l'eliminazione delle erbacce senza danneggiare la coltura.

Quali attività biologiche ha mostrato la medusa Cotylorhiza tuberculata?

Attività antiossidante e antiproliferativa su cellule tumorali ($MCF-7$), senza risultare citotossica per cellule sane ($HEKa$).

Cosa afferma l'ipotesi della Regina Rossa in ambito evolutivo?

Le specie devono evolvere continuamente per sopravvivere e mantenere la propria posizione negli ecosistemi, poiché l'interazione con l'ambiente e altre specie genera cambiamenti reciproci costanti.

Qual è la differenza fondamentale tra acclimatazione e adattamento?

L'acclimatazione è un processo fisiologico temporaneo dell'individuo, mentre l'adattamento è un processo evolutivo che riguarda la variabilità genetica di una popolazione nel tempo.

Quali sono i quattro macroelementi che costituiscono circa il $96\%$ della materia vivente?

Carbonio ($C$), Idrogeno ($H$), Ossigeno ($O$) e Azoto ($N$).

Perché l'acqua è considerata un eccellente solvente?

Grazie alla sua struttura polare con un dipolo elettrico (ossigeno debolmente negativo e idrogeni debolmente positivi) che le permette di interagire con numerose sostanze.

Qual è lo stadio embrionale comune a tutti gli animali (Metazoi) secondo le note?

La blastula.

Qual è la differenza tra enantiomeri $D$ e $L$ negli amminoacidi e quale forma predomina nelle proteine?

Sono forme speculari della stessa molecola dovute al carbonio alfa chirale; le proteine sono costituite quasi esclusivamente da $L$-amminoacidi.

Quali sono i quattro livelli di struttura delle proteine?

Struttura primaria (sequenza lineare), secondaria ($\alpha$-elica e $\beta$-foglietto), terziaria (struttura tridimensionale globulare) e quaternaria (associazione di più subunità).

Cosa sono i ponti disolfuro ($-S-S-$)?

Legami covalenti molto stabili che si formano tra due residui dell'amminoacido cisteina, fondamentali per stabilizzare la forma tridimensionale delle proteine.

Quali sono le regole di appaiamento delle basi azotate nel $DNA$?

L'Adenina ($A$) si appaia con la Timina ($T$) tramite $2$ legami a idrogeno; la Citosina ($C$) si appaia con la Guanina ($G$) tramite $3$ legami a idrogeno.

Qual è la funzione degli enzimi topoisomerasi?

Modificare la topologia del $DNA$ eliminando le tensioni della doppia elica e controllando il superavvolgimento durante la replicazione e la trascrizione.

Perché il codice genetico è definito 'degenerato'?

Perché più codoni (triplette di nucleotidi) possono codificare per lo stesso amminoacido, riducendo l'impatto delle mutazioni puntiformi.

In cosa consiste la tecnologia $CRISPR-Cas9$?

Un sistema di editing genomico derivato dai batteri dove la proteina $Cas9$ (bisturi molecolare) viene guidata da un $RNA$ verso una sequenza specifica di $DNA$ per effettuarne il taglio.

Qual è la differenza tra esoni e introni negli eucarioti?

Gli esoni sono le sequenze codificanti del gene, mentre gli introni sono sequenze non codificanti che vengono rimosse durante il processo di splicing.

Quali sono le funzioni principali del cappuccio $5'$ e della coda poli-$A$ nell'$mRNA$?

Protezione dalla degradazione enzimatica, riconoscimento da parte dei ribosomi per la traduzione e facilitazione del trasporto dell'$RNA$ dal nucleo al citoplasma.

Come si differenziano i grassi saturi dai grassi insaturi?

I grassi saturi non hanno doppi legami e sono generalmente solidi (es. lardo); i grassi insaturi possiedono doppi legami e sono generalmente liquidi (es. olio d'oliva).

Cosa afferma la teoria dell'endosimbiosi di Lynn Margulis?

Che mitocondri (da batteri aerobi) e cloroplasti (da cianobatteri) derivano da antiche cellule procariotiche inglobate da altre cellule, stabilendo una simbiosi stabile.

Cos'è il limite di Hayflick?

Il numero massimo di divisioni cellulari che una cellula può compiere prima di andare incontro all'invecchiamento cellulare, solitamente legato all'accorciamento dei telomeri.

Qual è l'importanza del crossing-over durante la meiosi?

Lo scambio di segmenti di $DNA$ tra cromatidi di cromosomi omologhi che produce nuove combinazioni di alleli, aumentando la variabilità genetica.

Cosa si intende per 'Bauplan' in zoologia?

Lo schema o piano fondamentale di organizzazione corporea che definisce assi di simmetria, foglietti germinativi e cavità corporee.

Qual è la differenza tra simmetria radiale e simmetria bilaterale?

La simmetria radiale organizza il corpo attorno a un asse centrale (sopra/sotto), mentre la simmetria bilaterale ha un unico piano (sagittale) che divide il corpo in due metà speculari (destra/sinistra) ed è associata alla cefalizzazione.

Qual è l'equazione generale della respirazione cellulare?

$$C_6H_{12}O_6 + 6 O_2 \rightarrow 6 CO_2 + 6 H_2O + 36 ATP$$

Qual è la variazione di energia libera ($\Delta G$) durante l'idrolisi dell'$ATP$ in $ADP + P_i$?

$$\Delta G = -7,3\,kcal/mol$$

In quale parte della cellula avviene la glicolisi?

Nel citoplasma.

Perché il cianuro è letale per la respirazione cellulare?

Inibisce la catena respiratoria mitocondriale legandosi al ferro ($Fe^{2+}$) della citocromo c ossidasi, impedendo il legame con l'ossigeno e bloccando la produzione di $ATP$.

Qual è la differenza tra sistema circolatorio aperto e chiuso?

Nel sistema aperto l'emolinfa bagna direttamente gli organi nei seni emali; nel sistema chiuso il sangue rimane confinato nei vasi e gli scambi avvengono tramite capillari.

Quali sono le caratteristiche della circolazione negli anfibi?

Doppia ma incompleta, con un cuore a $3$ camere ($2$ atri e $1$ ventricolo) dove il sangue ossigenato e deossigenato si mescolano parzialmente.

Qual è la funzione del forame di Panizza nei coccodrilli?

Una valvola di collegamento tra i due archi aortici che permette di deviare il sangue povero di ossigeno verso il corpo durante l'immersione, risparmiando energia.

Definisci la differenza tra sistole e diastole nel ciclo cardiaco.

La sistole è la fase di contrazione delle camere cardiache ($atri$ o $ventricoli$) per espellere il sangue; la diastole è la fase di rilassamento per il riempimento ematico.

Quali forze regolano lo scambio di fluidi nei capillari seguendo il modello di Starling?

La pressione idrostatica ($HP$), che spinge i fluidi verso l'esterno, e la pressione osmotica ($OP$), che richiama l'acqua verso l'interno del capillare.

Qual è la funzione delle lipoproteine $HDL$ rispetto alle $LDL$?

Le $HDL$ rimuovono il colesterolo dalle arterie riportandolo al fegato ('buono'), mentre le $LDL$ lo trasportano ai tessuti e possono depositarlo sulle pareti arteriose ('cattivo').

Cos'è l'aterosclerosi?

Una patologia caratterizzata dalla formazione di placche (accumulo di lipidi, macrofagi e tessuto fibroso) che restringono il lume delle arterie riducendo il flusso sanguigno.

Cos'è il surfactante polmonare?

Un liquido prodotto dai pneumociti $II$ che riduce la tensione superficiale negli alveoli, facilitandone l'espansione durante l'inspirazione.

Qual è la differenza tra animali ammoniotelici, ureotelici e uricotelici?

Gli ammoniotelici eliminano ammoniaca (pesci), gli ureotelici eliminano urea (mammiferi) e gli uricotelici eliminano acido urico (uccelli/rettili), riducendo al minimo la perdita d'acqua.

Qual è l'unità funzionale del rene e quali sono i suoi quattro processi?

Il nefrone; i suoi processi sono filtrazione, riassorbimento, secrezione ed escrezione.

Qual è la funzione dell'ormone antidiuretico ($ADH$) nel rene?

Aumenta la permeabilità all'acqua del dotto collettore, favorendo il riassorbimento idrico e producendo urina più concentrata.

Definisci il microbiota intestinale.

L'insieme di $300-500$ specie batteriche presenti nel colon che svolgono funzioni metaboliche, trofiche e protettive per l'organismo.

Qual è la base molecolare della contrazione muscolare?

L'interazione tra i filamenti di actina e miosina mediata da ioni calcio ($Ca^{2+}$) e alimentata dall'idrolisi di $ATP$.

Cosa sono i geni Hox?

Geni regolatori che contengono una sequenza chiamata homeobox e definiscono la posizione degli organi lungo gli assi corporei durante lo sviluppo embrionale.