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[Musica] [Applauso] Ciao, oggi risolviamo e commentiamo la prima parte del test di ammissione alle professioni sanitarie del 2024-2025 sezione biologia.
Partiamo dalla prima domanda in cui si chiede qual è il corretto ordine delle fasi del ciclo cellulare. Intanto ricordiamo che il ciclo cellulare è l'insieme delle fasi che una cellula attraversa dalla sua formazione a seguito di una divisione del cellulare fino al momento in cui si divide nuovamente in due cellule figlie. Comprende una sequenza ordinata e regolata di eventi che permette alla cellula di crescere, duplicare il proprio DNA e infine dividersi.
Il ciclo cellulare è diviso in quattro fasi principali che nell'ordine sono: la fase G1 in cui la cellula cresce e svolge le sue normali funzioni metaboliche, la fase S in cui il materiale genetico viene duplicato, la fase G2 in cui la cellula continua a crescere e si prepara per la mitosi, controllando che tutto il DNA sia stato replicato correttamente e la mitosi, la fase M, in cui la cellula si divide in due cellule figlie.
Quindi la risposta corretta è la C. Se volete ripassare l'argomento, vi lascio il link del video sul ciclo cellulare.
La seconda domanda chiede: in quale fase si arrestano le cellule in divisione dopo essere state trattate con colchicina, una sostanza che inibisce la formazione del fuso mitotico. Prendiamo ad esempio la mitosi. La cellula che sta per dividersi entra in mitosi per duplicare se stessa e creare due cellule figlie identiche. Questo processo si svolge in fasi ordinate, la profase, metafase, anafase e telofase.
La colchicina agisce bloccando la tubulina, impedendo così la formazione dei microtubuli. Durante l'interfase la cellula cresce e si prepara alla divisione, ma i cromosomi non sono condensati e il fuso mitotico non è ancora formato, quindi la colchicina non ha effetto in questa fase. Nella profase i cromosomi si condensano e il fuso inizia a formarsi. La colchicina può iniziare a interferire, ma non blocca ancora la cellula.
Nella metafase accade qualcosa di fondamentale. I cromosomi si allineano perfettamente al centro della cellula, formando la cosiddetta piastra metafasica. Questo allineamento non è casuale. I microtubuli, quindi quei lunghi filamenti proteici che si estendono dai poli della cellula, si agganciano ai centromeri dei cromosomi e li tirano in posizione. Questo sistema è estremamente preciso. La cellula controlla che ogni singolo cromosoma sia correttamente connesso al fuso prima di dare il via libera alla fase successiva.
L'anafase è proprio il momento in cui i microtuboli si accorciano per tirare i cromatidi verso i poli, ma per arrivare all'anafase il fuso deve essere già formato e perfettamente funzionante. In telofase i microtuboli del fuso sono già stati usati e non sono più fondamentali, quindi anche se ci fosse la colchicina non ci sarebbe più nulla da bloccare.
La risposta corretta è quindi la C in metafase. Per ricordare pensiamo alla colchicina come una forbice che taglia i fili di una marionetta prima che inizia a muoversi, cioè li recide prima che il movimento, ossia l'anafase, possa cominciare. Vi lascio il link di ripasso per la mitosi e la meiosi.
La terza domanda chiede: che tipo di reazioni sono le reazioni anaboliche. Iniziamo ad escludere quelle sbagliate. Intanto le reazioni anaboliche avvengono in tutti gli organismi viventi, sia procarioti che eucarioti. Il fatto poi di avvenire nell'apparato digerente non identifica la reazione di tipo anabolico, dato che l'anabolismo avviene in tutte le cellule, non solo nell'apparato digerente.
La risposta che parla di conversione di molecole complesse, molecole più semplici, dà la definizione di reazioni cataboliche, non anaboliche. Una reazione catabolica, quindi, è un singolo processo chimico specifico nel quale una molecola complessa viene demolita in molecole più semplici, liberando energia. Per esempio, la scissione del glucosio in molecole di piruvato durante la glicolisi è una reazione catabolica. Per ricordarlo si può associare la C di catabolica alla C di molecola complessa, proprio perché il processo parte da una molecola complessa.
La reazione catabolica non è uguale al catabolismo, il quale invece è l'insieme di tutte le reazioni cataboliche che avvengono in una cellula o in un organismo. Le reazioni anaboliche possono avvenire sia in presenza che in assenza di ossigeno, quindi questa affermazione non è corretta. Le reazioni che vengono in assenza di ossigeno sono infatti chiamati processi anaerobici come la glicolisi anaerobica e la fermentazione.
Le reazioni anaboliche sono dunque processi metabolici in cui piccole molecole semplici vengono assemblate per formare molecole più grandi e complesse, richiedendo energia, ad esempio la sintesi di proteine da amminoacidi o di glicogeno da glucosio. La risposta corretta è dunque la D.
La quarta domanda chiede: qual è la probabilità che due genitori, entrambi eterozzigoti per tre geni non associati, abbiano un figlio maschio con lo stesso genotipo dei genitori? Bisogna considerare due aspetti fondamentali. La prima è la probabilità che il figlio sia di sesso maschile e la seconda è la probabilità che erediti per ciascun gene una copia dominante e una recessiva, diventando quindi eterozzigote per tutti e tre i geni, proprio come i genitori.
Partiamo dal sesso del figlio, poiché il sesso viene determinato in modo casuale e ci sono due possibilità ugualmente probabili, maschio o femmina, la probabilità che nasca un figlio maschio è una su due, ovvero un mezzo. Passiamo ora al calcolo della probabilità che il figlio abbia lo stesso genotipo dei genitori per ciascun gene. Quando entrambi i genitori sono eterozzigoti, per esempio a grande a piccolo, facendo inquadrato di pannet, verifichiamo che esiste una probabilità del 25% che il figlio sia omozigote dominante a grande a grande, del 25% che sia omozigote recessivo a piccolo a piccolo e del 50% che sia eterozzigote a grande a piccolo.
Quindi per ciascun gene la probabilità che il fio sia eterozzigote è un mezzo. Poiché i geni sono non associati, cioè segregano in modo indipendente durante la meiosi, le probabilità per ciascun gene si moltiplicano. Di conseguenza, la probabilità che il figlio sia eterozzigote per tutti e tre i geni contemporaneamente, cioè a grande a piccolo, p grande B piccolo e c grande c piccolo, è dato da 1/2* 1/2* 1/2, cioè 1/8.
Infine, combiniamo questa probabilità con quella di avere un figlio maschio, poiché i due eventi sono indipendenti, il sesso del figlio non dipende dal suo genotipo, moltiplichiamo le probabilità 1/2zo, cioè essere maschio, per 1/o, cioè avere un genotipo del tipo A grande A piccolo, bande B piccolo e c grande c piccolo. Il risultato è un seº, quindi la probabilità che due genitori eterozzigoti per tre geni non associati abbiano un figlio maschio con lo stesso genotipo dei genitori è uno su 16. Per maggiori dettagli sulle tre leggi di Mendel vi lascio il link sull'argomento.
Passiamo alla domanda numero cinque. In alcuni insetti maschi e le femmine hanno lo stesso numero di autosomi, ma esiste un solo tipo di cromosoma sessuale, il cromosoma X. Le femmine hanno due cromosomi X, i maschi ne hanno uno solo. Quindi ci chiede quali delle seguenti affermazioni è corretta. Questo sistema è tipico di specie con sistema di determinazione sessuale X0. In questo modo le femmine sono XX, cioè hanno due cromosomi X. I maschi sono X0, cioè hanno un solo cromosoma X, senza secondo cromosoma sessuale.
Da qui costruiamo il quadrato di Panet e vediamo come le cellule uovo della femmina portino sempre un cromosoma X. Perché l'unico cromosoma sessuale che possiede è proprio quello. I maschi invece durante la formazione degli spermatozoi producono due tipi di gameti. La metà contiene un cromosoma X, l'altra metà non contiene alcun cromosoma sessuale. La combinazione di questi gameti con l'ovulo determina il sesso della prole.
Se uno spermatozo contiene un cromosoma X, feconda l'ovulo. Lo zigote sarà quindi XX e si svilupperà una femmina. Se invece fecondare l'ovulo è uno spermatozo privo di cromosoma sessuale, il risultato sarà x0 e da questo zigote nascerà un maschio. Il sesso della prole non dipende da quale cromosoma sessuale è presente nella cellula uovo, che tanto è sempre X, ma da quale tipo di spermatozo lo feconda. Questo rende corretta l'opzione A che afferma che il sesso è determinato dalla presenza o assenza del cromosoma X nello spermato zoo. Per maggiori dettagli sul quadrato di Panet, vi lascio il link sull'argomento.
Passiamo alla sesta domanda che chiede: come si chiama la condizione per cui è presente un cromosoma in più rispetto al cereotipo normale. Partiamo dalle singole definizioni sbagliate. Aploidia si riferisce alla presenza di un singolo set cromosomico, tipico dei gameti che infatti hanno la metà del numero normale di cromosomi. Diploidia indica invece la condizione normale in cui le cellule possiedono due serie complete di cromosomi, 2 N, una da ciascun genitore.
La monosomia è la perdita di un singolo cromosoma rispetto al normale cariotipo. La poliploidia si riferisce a organismi che possiedono uno o più set completi di cromosomi in più rispetto al normale, come la triploidia 3n o la tetraploidia 4n e così via. Qui invece si parla di un singolo cromosoma in più, non di un set intero. Per eliminazione la risposta corretta è la B, aneuploidia.
Questo perché la neuploidia indica una situazione in cui un organismo ha un numero di cromosomi diverso dal normale, ma non in multipli completi del set cromosomico. In particolare può trattarsi della presenza di un cromosoma in più, detta trisomia o in meno detta monosomia. La trisomia, infatti, un tipo specifico di anoploidia in cui c'è una copia extra di un singolo cromosoma.
La settima domanda chiede: cosa fu oggetto di studio da parte della scienziata Rosalyn Franklin. Rosalyn Franklin è stata una chimica, biofisica e cristallografa britannica nata a Londra nel 1920. È famosa soprattutto per il suo lavoro pionieristico sull'analisi strutturale del DNA tramite la diffrazione RGX. Grazie alle sue immagini ad alta risoluzione, in particolare la celebre foto 51, contribuì in modo decisivo alla scoperta della struttura doppia edica del DNA. Nonostante il suo ruolo fondamentale, il suo contributo fu riconosciuto solo dopo la sua prematura morte. Oltre però agli studi sul DNA, svolse anche altre ricerche importanti, lasciando un'impronta significativa nella biologia molecolare e nella chimica.
La risposta corretta è dunque la D. Le immagini di diffrazione a raggi X del DNA.
L'ottava domanda fa riferimento alla cellula somatica di un adulto sano. Considerando che un singolo gene può produrre più tipi di proteine, che non tutti i geni espressi producono proteine, alcuni codificano, ad esempio, per gli RNA, che il numero di geni per cromosoma varia molto e non è fisso e che l'espressione genica varia a seconda del tipo cellulare delle condizioni ambientali e che quindi non tutti i geni presenti sono espressi in ogni cellula, non rimane che la C. Infatti, in ogni cellula somatica di un individuo adulto sano è presente lo stesso patrimonio genetico, cioè gli stessi geni, indipendentemente dal tipo di cellula. Questo perché tutte le cellule derivano dalla stessa cellula uovo e quindi condividono lo stesso DNA.
La nona domanda fa riferimento alla duplicazione del DNA e all'allungamento del filamento guida. La duplicazione del DNA, detta anche replicazione, è il processo che porta alla formazione di nuove molecole di DNA e catalizzata dall'enzima DNA polimerasi. la quale per iniziare la sintesi richiede una estremità 3 primo OH di un nucleotide già esistente e per questo esiste un enzima chiamato primasi, un primer a RNA che fornisce questa estremità richiesta alla DNA polimerasi.
Ci sono due tipi di filamenti. Uno detto filamento guida che è sintetizzato in modo continuo, mentre l'altro detto filamento in ritardo è sintetizzato in modo discontinuo in direzione opposta formando i frammenti di Okazaki. Il filamento guida e quello in ritardo iniziano la sintesi quasi simultaneamente. Ci sono poi proteine come la topisomerasi e le elicasi che intervengono nella duplicazione. L'elicasi ha il compito di separare i due filamenti della doppia elica rompendo i legami a idrogeno tra le basi.
Durante la duplicazione del DNA, l'allungamento del filamento guida avviene in modo continuo nella direzione 5 verso 3, cioè la DNA polimerasi aggiunge nucleotidi al gruppo 3' H libero del filamento nascente seguendo la direzione di apertura della doppia elica. La risposta corretta è quindi la E.
La decima domanda chiede: quale di queste affermazioni sull'enzima TAC polimerasi è falsa. La PCR è una tecnica che consente di ottenere rapidamente milioni di molecole identiche di DNA a partire da quantità estremamente ridotte dell'acido nucleico. Si tratta di una reazione di amplificazione in vitro di uno specifico frammento di DNA realizzata per mezzo di una DNA polimerasi. La reazione si basa su una serie di cicli di amplificazione, ciascuno dei quali comprende tre fasi. realizzata a diverse temperature che rendono possibile prima la denaturazione in cui il DNA viene denaturato mediante riscaldamento in provetta a circa 92-95° C. Poi c'è l'appaiamento, la miscela viene raffreddata a circa 50-70°, poi l'allungamento in cui la temperatura viene portata a 68-72°.
Nel 1988 fu isolata una DNA polimerasi termostabile prodotta dal batterio termoresistente Thermus Aquaticus, nota come TAC DNA polimerasi. L'enzima TAC è una singola catena polipeptidica e l'impiego di questo enzima ha reso possibile eseguire la fase di estensione a 72°, migliorando la resa, la specificità dei prodotti e soprattutto conseguendo l'automazione del processo. La risposta corretta è quindi la B.
Terminiamo con questa domanda il video e proseguiremo il test la prossima volta. Grazie per la visione. [Musica]