Il gene SRY codifica una proteina implicata nella determinazione primaria del sesso, cioè nella determinazione del tipo di gameti prodotti dall’individuo e degli organi che li fabbricano. In presenza della proteina SRY, un embrione sviluppa...

Il muscolo cardiaco è in grado di contrarsi autonomamente, e ciò deriva da alcune interessanti particolarità che lo contraddistinguono. In primo luogo, le cellule del muscolo cardiaco sono in contatto l’una con l’altra attraverso giunzioni...

Le venule e le vene raccolgono il sangue che confluisce dai capillari e lo riportano verso il cuore, ma per svolgere questo compito devono risolvere alcuni problemi. Prima di tutto la pressione del sangue che fluisce dai capillari alle venule è...

La membrana plasmatica è selettivamente permeabile, in quanto consente il passaggio di H2O e di alcuni soluti, ma non di altri. Per riprodurre questa situazione, poniamo all’interno di un tubo di vetro a forma di U una membrana selettivamente...

La concentrazione delle piastrine nel sangue è pari a circa 400 000/mm3; questi piccoli frammenti cellulari sono privi di organuli, ma pieni di enzimi e di altre sostanze necessarie per svolgere una funzione specifica: sigillare le fessure nei vasi...

Le malattie cardiovascolari sono responsabili ogni anno di circa un terzo di tutti i decessi che si verificano negli Stati Uniti e in Europa. La causa immediata della maggior parte di queste morti è l'infarto o l’ictus, ma spesso questi eventi sono...

Come abbiamo già visto discutendo le varie modalità di speciazione, una barriera fisica può scomparire così come è apparsa e due gruppi isolati possono tornare a contatto. Che succede se tra due popolazioni precedentemente isolate si ristabilisce...

Il tasso di speciazione dipende anche dall’abbondanza di nicchie disponibili. Uno dei principali eventi responsabili dell’apertura di nuove nicchie è un’estinzione, più o meno di massa, delle specie esistenti in precedenza. Oggi sappiamo che...

Il corpo umano ha bisogno anche di elementi minerali, indispensabili per una varietà di funzioni. Gli elementi necessari in grandi quantità sono chiamati macronutrienti (▶tabella 2). Il calcio è un esempio di macronutriente: è il quinto elemento...

Quando il bolo raggiunge lo stomaco le pareti si distendono e il pH tende ad aumentare; queste variazioni danno luogo a impulsi nervosi che stimolano la secrezione del succo gastrico e attivano le onde di mescolamento, modesti movimenti peristaltici...

Poiché l’alimentazione non è un processo continuo, il nostro organismo ha bisogno di immagazzinare parte delle sostanze prodotte dalla digestione per immetterle nella circolazione in base alle proprie necessità. Un ruolo chiave in questo processo...

Un’ulcera gastrica è una lesione della parete dello stomaco che può andare da un semplice danno alla mucosa fino a una vera perforazione. Le ulcere gastriche possono condurre a patologie che vanno dall’emorragia gastrica al cancro dello stomaco....

Le incertezze relative ai batteri furono superate quando i ricercatori riconobbero i geni e le mutazioni. Batteri e virus, infatti, sembravano andare incontro a processi genetici simili a quelli delle drosofile e dei piselli. Per scoprire la natura...

La molecola del DNA è costituita da due catene polinucleotidiche appaiate e avvolte intorno allo stesso asse, in modo da formare una doppia elica. La molecola presenta tre caratteristiche importanti: le due catene sono complementari e...

Gli enzimi appartenenti alla classe delle DNA polimerasi sono molecole molto più grandi dei desossiribonucleosidi trifosfati e anche del DNA stampo, che è lungo ma sottile (▶figura 13A). I modelli molecolari del complesso batterico...

Come la trascrizione, anche la traduzione avviene in tre tappe: inizio, allungamento e terminazione. La traduzione dell’mRNA incomincia con la formazione di un complesso di inizio, costituito da un tRNA caricato con l’amminoacido destinato a...

Le mutazioni puntiformi sono il risultato dell’aggiunta o della perdita di una base del DNA, oppure della sostituzione di una base nucleotidica con un’altra. Si possono produrre in seguito a un errore nella duplicazione del DNA sfuggito al processo...

Come abbiamo detto, un certo numero di virus animali contiene RNA a filamento singolo. Anche in questo caso si osservano comportamenti diversi. Consideriamo, come esempi, due virus importanti: il virus dell’influenza e il virus...

Colture geneticamente pure di Escherichia coli o di altri batteri possono crescere sulla superficie di un terreno nutrizionale minimo, contenente uno zucchero, minerali, una fonte di azoto come il cloruro di ammonio (NH4Cl) e un agente solidificante...

Abbiamo visto quanto sia utile a E. coli possedere un sistema inducibile per il metabolismo del lattosio, che si attiva soltanto quando è presente questo zucchero. Altrettanto utile per un batterio è la capacità di bloccare la sintesi di un enzima...

Che ruolo svolgono le sequenze mobili all’interno della cellula? Non ci sono molte risposte a questa domanda; al momento l’ipotesi più plausibile è che i trasposoni siano parassiti cellulari impegnati unicamente a duplicare se stessi. Queste...

Un altro sistema con cui una cellula può sintetizzare un certo prodotto genico in quantità maggiori rispetto a un’altra cellula è di fare più copie del relativo gene e trascriverle tutte. La creazione di più copie di un gene al fine di aumentare...

Come tutti gli insetti, la drosofila ha un piano corporeo caratterizzato dalla ripetizione di segmenti, che appaiono molto differenti in diverse regioni del corpo. La definizione dei piani organizzativi del corpo segmentato è controllata da complesse...

L’elettroforesi su gel separa i frammenti di DNA dopo il taglio con gli enzimi di restrizione utilizzando un gel di agarosio (▶figura 2A), un polisaccaride che si ricava dalle alghe. Il gel è posto in uno stampo di forma rettangolare; a una delle...

Quando si inserisce nuovo DNA all’interno di una cellula, la sfida non consiste tanto nel farlo entrare nella cellula ospite, quanto nel far sì che il DNA estraneo si duplichi quando la cellula si divide: infatti la DNA polimerasi, l’enzima che...

L’analisi dei frammenti di DNA è stata resa molto più veloce e potente dall’applicazione della tecnologia dei microarray o biochip, che è stata sviluppata negli anni Novanta del secolo scorso. Si tratta di sottili supporti di materiale plastico...

I primi genomi a essere sequenziati e studiati sono stati quelli di alcuni virus e batteri che, per le loro dimensioni contenute, erano più facili da trattare per i ricercatori. Fin da subito, tuttavia, fu chiaro che l’obiettivo più interessante...

L’uso delle biotecnologie, soprattutto applicate all’agricoltura, ha suscitato fin da subito perplessità e opposizioni, le cui ragioni sono economico-politiche, filosofiche, ma anche più propriamente scientifiche. Tra queste ultime, si possono...

Nel capitolo dedicato alla genetica mendeliana abbiamo visto come strumenti matematici come il quadrato di Punnett permettano di formulare previsioni sulla frequenza di un dato fenotipo nella progenie di un incrocio; ma che dire di un’intera...

È possibile che popolazioni solitamente numerose di tanto in tanto attraversino periodi difficili, nei quali sopravvive soltanto un piccolo numero di individui. Durante queste fasi di contrazione numerica della popolazione, note come colli di...

Se in una popolazione il contributo alla generazione successiva degli individui con valori estremi per il carattere considerato, per esempio molto alti o molto bassi, è relativamente inferiore a quello degli individui con valori più vicini alla...

Il progressivo aumento delle dimensioni cerebrali in rapporto alle dimensioni corporee è la tendenza forse più importante nell’evoluzione dei primati, e si pensa sia in relazione alla difficoltà di spostamento sugli alberi. La vita sugli alberi...

Fra le caratteristiche fisiche che ci differenziano dalle scimmie antropomorfe, quella che si è affermata per prima, intorno a 4 milioni di anni fa, è la postura eretta accompagnata dal bipedismo. La deambulazione bipede richiese una radicale...

Nei primi anni Novanta del secolo scorso, alcuni ricercatori alle prese con il caso di una famiglia caratterizzata da un raro difetto nello sviluppo del linguaggio riuscirono a mettere in relazione questo problema con un gene specifico per l’abilità...

Il tessuto muscolare (▶figura 3) è costituito da cellule di forma allungata che possono contrarsi per generare forze e causare movimento. Il meccanismo di contrazione è basato sullo scorrimento di filamenti impilati costituiti da due tipi di...

La superficie corporea esterna è rivestita dalla cute, un involucro che può essere considerato come un vero e proprio apparato perché dotato di proprietà particolari (▶figura 11). La cute è resistente, elastica, impermeabile e funziona come una...

Le giunzioni serrate corrispondono a canali tra cellule adiacenti, che attraversano il sottile spazio tra le membrane plasmatiche e collegano i rispettivi citoplasmi (▶figura 14). Tra una determinata cellula e quelle adiacenti possono esistere...

Come abbiamo detto, nell’adulto la divisione cellulare avviene in risposta a determinati stimoli, come i fattori di crescita o gli ormoni. Quando le cellule non rispondono a questi tipi di segnali e si moltiplicano a un ritmo incontrollato, nel...

I meccanismi di termoregolazione e gli adattamenti che abbiamo descritto funzionano attraverso un sistema regolatore che integra informazioni provenienti dall’ambiente e dall’organismo e invia comandi che regolano la temperatura corporea. Questo...

Il sistema nervoso centrale controlla l’attività respiratoria regolando la contrazione dei muscoli intercostali e del diaframma. I centri di controllo che determinano il ritmo normale del respiro sono collocati nel midollo allungato, una zona del...

Una volta ritornato al cuore attraverso le vene polmonari, il sangue ossigenato viene pompato dal ventricolo sinistro nell’aorta, da cui raggiunge le arterie e infine i capillari sistemici; qui ha luogo lo scambio di ossigeno e diossido di carbonio...

Come tutti gli animali, gli esseri umani devono eliminare dai liquidi extracellulari i cataboliti, cioè i prodotti di scarto del metabolismo cellulare. Le sostanze di rifiuto hanno varia natura: il metabolismo dei carboidrati e dei grassi (molecole...

Come puoi vedere nella ▶figura 2B, dall’arteria renale si ramificano arterie sempre più piccole che si irradiano nella corteccia; infine un’arteriola afferente porta il sangue a ciascun glomerulo. Il sangue in uscita dal glomerulo è raccolto da...

Se si considera solo ciò che accade al liquido tubulare mentre fluisce attraverso l’ansa di Henle, l’intero processo sembra inutile: il liquido isotonico che entra nell’ansa diventa progressivamente più concentrato (1200 mosm/L) mentre percorre...

Attorno alla metà del Novecento, i ricercatori cominciarono a indagare a fondo il funzionamento del sistema immunitario. Una delle sue caratteristiche che risultava più sorprendente era la capacità di questo sistema di rispondere all’esposizione...

I linfociti T helper sono indispensabili per la proliferazione sia dei linfociti B sia dei linfociti T. Si attivano in presenza di un macrofago che espone l’antigene nelle sue molecole MHC II di membrana. Anche in questo caso è indispensabile un...

In Italia per i nuovi nati sono obbligatorie le vaccinazioni contro difterite, tetano, poliomielite ed epatite virale B; sono raccomandate inoltre le vaccinazioni contro morbillo, parotite, rosolia, pertosse e infezioni da Haemophilus influenzae b, un...

I linfociti TH, con il loro ruolo centrale nella regolazione della risposta immunitaria, sono il bersaglio dell’HIV (Human Immunodeficiency Virus o virus dell’immunodeficienza umana), il retrovirus che causa l’AIDS (dall’inglese Acquired Immune...

La maggior parte degli ormoni diffonde attraverso i fluidi extracellulari e si raccoglie nel circolo sanguigno, arrivando così in tutti i distretti dell’organismo. Quando uno di questi ormoni raggiunge una cellula che possiede un recettore...