Gli stimoli prodotti e trasmessi dal sistema di conduzione del cuore sono di tipo elettrico, simili per alcuni aspetti a quelli che agiscono nei neuroni. Nelle cellule muscolari cardiache, come nei neuroni, la capacità di generare impulsi elettrici...

Gli organismi unicellulari soddisfano tutti i loro bisogni metabolici e catabolici attraverso scambi diretti con l’ambiente; tali organismi, infatti, si trovano principalmente in ambienti acquatici o in ambienti terrestri molto umidi. Analogamente,...

Gli elementi figurati del sangue (▶figura 12) hanno in genere vita limitata. Solo alcuni tipi di linfociti possono sopravvivere per anni, mentre tutti gli altri (i leucociti, gli eritrociti e le piastrine) si rinnovano in tempi brevi. Il processo che...

L’esistenza delle radiazioni adattative è una delle più solide conferme dell’idea di Darwin dell’evoluzione come processo che dà continuamente origine a ramificazioni. Ciò nonostante, molte persone continuano a immaginare l’evoluzione come...

Gli elementi minerali necessari al nostro corpo in piccole quantità sono chiamati micronutrienti (▶tabella 2). Alcuni micronutrienti sono richiesti in quantità talmente piccole che non si rilevano mai carenze; ciononostante, anch’essi sono...

Gli acidi sono sostanze che hanno la capacità di trasferire ioni idrogeno (H+) ad altre molecole; per esempio, quando l’acido cloridrico (HCl) viene aggiunto all’acqua esso si ionizza in ioni H+ e ioni Cl-: HCl → H++ Cl- A questo punto gli...

Il pancreas è una grossa ghiandola posizionata al di sotto dello stomaco (vedi ▶figura 9) ed è composto da una frazione esocrina e da una frazione endocrina: le cellule esocrine del pancreas producono una miscela di enzimi digestivi che...

Un virus (che in latino significa «veleno») è un agente infettivo, non propriamente vivo, ma in grado di causare malattie agli organismi viventi. Un tipico virus è formato da un rivestimento proteico e contiene un solo acido nucleico: DNA o RNA,...

Il materiale genetico svolge quattro importanti funzioni: la struttura del DNA proposta da Watson e Crick spiegava elegantemente le prime tre. Nel materiale genetico è depositata l’informazione genetica di un organismo. Le informazioni genetiche...

Come abbiamo appena visto, la duplicazione del filamento lento avviene per aggiunta dei frammenti di Okazaki ai primer di RNA. Dopo la rimozione del primer terminale non è più possibile sintetizzare il DNA che lo sostituisca, perché non c’è...

L’allungamento procede così: nel sito A della subunità ribosomiale maggiore rimasto libero entra adesso il tRNA carico, il cui codone è complementare al secondo codone dell’mRNA (▶figura 11). Quindi la subunità maggiore catalizza due...

L’intera molecola del DNA si può spezzare e ricongiungere, alterando totalmente la sequenza dell’informazione genetica. Tali mutazioni cromosomiche, in genere prodotte da agenti mutageni o da grossolani errori nella duplicazione dei cromosomi,...

La differenza tra un sistema inducibile e uno reprimibile è piccola ma significativa: nei sistemi inducibili, ad agire è il substrato di una via metabolica (l’induttore) che interagisce con una proteina regolatrice (il repressore), rendendola...

L’espressione di un gene può essere regolata anche subito dopo che il gene è stato trascritto. Il principale processo durante il quale può avvenire questa regolazione è la maturazione del pre-mRNA che abbiamo descritto nel paragrafo precedente....

Per prima cosa, una serie di geni provenienti dalle cellule della madre determina l’asse antero-posteriore e quello dorso-ventrale dell’uovo. Le uova e le larve di Drosophila, infatti, sono caratterizzate da una distribuzione disomogenea di...

L’enzima EcoRI è formato da due subunità contenenti due siti attivi identici, che tagliano contemporaneamente i due filamenti tra le basi G e A. In un tipico genoma procariotico, la sequenza di riconoscimento per EcoRI si trova in media una volta...

La possibilità di studiare i genomi segna l’inizio di quella branca della biologia molecolare che definiamo genomica e che studia la struttura del genoma, le informazioni in esso contenute, il modo in cui le sue diverse parti interagiscono e la sua...

Nel 1908, il matematico britannico Godfrey Hardy e il medico tedesco Wilhelm Weinberg dedussero le condizioni necessarie perché la struttura genetica di una popolazione si mantenga invariata nel tempo. Il concetto di equilibrio di Hardy-Weinberg è...

Quando alcuni individui colonizzano un nuovo ambiente, è improbabile che portino con sé tutti gli alleli presenti nella popolazione di origine. Il cambiamento che si verifica nella variabilità genetica prende il nome di effetto del fondatore ed è...

Se il contributo apportato alla generazione successiva dagli individui posizionati a uno degli estremi della distribuzione di un carattere è maggiore rispetto all’altro, ci troviamo di fronte a una selezione direzionale; in tal caso il valore medio...

Nelle popolazioni di grandi dimensioni, gran parte della variabilità genetica si conserva sotto forma di differenze tra i membri che vivono in aree diverse (sottopopolazioni). Le sottopopolazioni presentano spesso differenze genetiche perché sono...

La specie umana fa parte degli ominoidei, un gruppo di primati privi di coda che comprende l’uomo e le scimmie antropomorfe. Queste ultime si suddividono in piccole antropomorfe, o ilobatidi (i gibboni), e grandi antropomorfe, o pongidi (gorilla,...

Gli esseri umani attuali possiedono un volume cranico compreso tra i 1300 e i 1500 cm3, contro i 400-500 cm3 delle scimmie antropomorfe e dei primi ominidi. Dunque, nel corso dell’evoluzione umana il volume del cervello è più che triplicato. È...

Se il linguaggio non lascia tracce fossili, gli studiosi hanno altri indizi dei grandi passi avanti fatti dai nostri antenati. Si tratta delle prime espressioni artistiche e religiose di cui abbiamo una documentazione. Le prime tracce di produzione...

Esistono tre tipologie di tessuto muscolare: scheletrico striato, liscio e cardiaco (come vedremo nel ▶capitolo C12). Il muscolo scheletrico striato è responsabile dei movimenti volontari, come correre, camminare o suonare il pianoforte. Inoltre...

Le cellule staminali embrionali o ES (dall’inglese embryonic stem cells) sono cellule non differenziate in grado di replicarsi all’infinito e diventare qualsiasi altro tipo di cellula che compone l’organismo. Questo particolare tipo di staminali...

Gli antichi Greci, tra i quali il padre della medicina Ippocrate, consideravano la febbre come un segno positivo per valutare il possibile decorso di un’infezione. La scienza moderna ha confermato che queste radicate credenze hanno spesso un qualche...

I polmoni si sono evoluti nei primi vertebrati utilizzando sacche aeree originatesi da diramazioni del tratto digerente. Sebbene la loro struttura si sia modificata, i polmoni mantengono una forma simile a sacchi a fondo cieco. Dato che non possono...

Come abbiamo visto, il sangue trasporta i gas respiratori dai polmoni ai tessuti di tutto il corpo. Per quanto riguarda l’O2, una piccola frazione si scioglie direttamente nel plasma. L’ossigeno tuttavia è un gas poco solubile in acqua; pertanto...

Per quanto riguarda l’eliminazione dei cataboliti azotati, gli animali si possono distinguere in tre grandi gruppi (▶figura A): ammoniotelici, ureotelici e uricotelici. Gli animali ammoniotelici eliminano ammoniaca; questi animali infatti non...

La formazione di urina nei nefroni avviene in tre tappe (▶figura 4). La filtrazione. Il sangue viene filtrato all’interno del glomerulo, che è altamente permeabile a determinate sostanze ma impermeabile alle molecole più grandi. La filtrazione...

Come abbiamo visto, l’osmolarità è un metodo particolare di esprimere la concentrazione di una soluzione, che è indicata dal numero di osmoli per ogni litro di soluzione, osmol/L. Questa unità di misura è simile alla molarità, che si esprime...

Pur avendo molte caratteristiche in comune, i linfociti B e T mettono in atto due tipi diversi di risposta contro i patogeni: la risposta immunitaria umorale e la risposta immunitaria cellulare. Questi due tipi di risposta presentano molti aspetti...

Le proteine MHC di classe I svolgono un ruolo nella risposta immunitaria cellulare simile a quello svolto dalle proteine MHC di classe II nella risposta immunitaria umorale. In una cellula mutata o infettata da un virus, le proteine estranee o...

Oltre all’immunità attiva, è anche possibile acquisire un’immunità passiva (o sieroterapia) dovuta al trasferimento di anticorpi dall’individuo che li ha prodotti a un altro soggetto. Questo tipo di immunità è temporaneo, perché...

Grazie alla notevole quantità di dati accumulati sull’HIV, i ricercatori hanno cercato di sviluppare trattamenti mirati per gli individui affetti da AIDS. La strategia terapeutica generale punta a bloccare i vari stadi dell’infezione virale senza...

Il sistema endocrino non è formato da organi in continuità tra loro. Alcune cellule endocrine sono presenti come entità autonome in altri tessuti; per esempio, gli ormoni del tratto digestivo vengono secreti da cellule endocrine isolate e sparse...

In questo capitolo abbiamo descritto le principali ghiandole endocrine e gli ormoni che sintetizzano; tuttavia, le molecole con funzione ormonale sono molte di più. Questi ormoni sono difficili da riconoscere e isolare perché vengono prodotti in...

L’apparato riproduttore femminile comprende: le gonadi (ovaie); le vie genitali (tube, utero, vagina); i genitali esterni (grandi e piccole labbra). Le ovaie (▶figura 2 a pagina seguente) sono due piccoli corpi ovoidali collocati nella parte...

Una neonata della nostra specie possiede circa un milione di oociti primari per ciascuna ovaia. Prima di raggiungere la pubertà, però, tale numero si riduce a circa 200 000: tutti gli altri oociti sono degenerati. Nel corso della vita fertile di...

L’evento principale della terza settimana di gestazione è la gastrulazione, un processo attraverso cui la massa cellulare interna si trasforma in un embrione costituito da tre strati o foglietti embrionali: l’endoderma è il foglietto più...

Durante il terzo trimestre il feto continua ad accrescersi (vedi ▶figura 17D) e raggiunge l’autonomia necessaria per la vita extrauterina. Quando la gravidanza si avvicina alla fine, gli organi interni si attivano: l’apparato digerente comincia a...

Poiché l’HCG è un ormone che si trova soltanto nel corpo delle donne in gravidanza, la sua presenza è alla base dei test di gravidanza. Infatti, il livello di HCG nel sangue materno è così alto che una certa quantità di ormone viene eliminata...

Le cellule gliali (▶figura 3), che sono molto più abbondanti dei neuroni, non conducono potenziali d’azione, ma svolgono diverse funzioni di supporto: sostengono fisicamente e orientano i neuroni durante lo sviluppo embrionale, forniscono loro...

Gli eventi che abbiamo appena descritto avvengono grazie a una serie di cambiamenti che modificano la permeabilità della membrana plasmatica del neurone (vedi ▶figura 8 ). Per effetto dello stimolo, la membrana subisce una lieve depolarizzazione...

Le sinapsi elettriche si distinguono dalle sinapsi chimiche perché i neuroni sono connessi direttamente, senza necessità di un messaggero chimico. Ciò è possibile perché queste sinapsi contengono numerose giunzioni serrate che avvicinano la...

Il tronco encefalico (vedi ▶figura 4) è la parte dell’encefalo compresa tra il midollo spinale e il diencefalo; ha una lunghezza di circa 7 cm e lo spessore di un pollice. Il tronco encefalico si divide in tre regioni: Il mesencefalo, porzione...

Nella regione del lobo parietale collocata subito dietro alla scissura di Rolando si localizza la corteccia somatoestesica primaria, verso la quale sono convogliate le informazioni di natura tattile e pressoria che provengono da tutto il corpo e che,...

Il cristallino divide l’interno del bulbo oculare in due cavità, la camera anteriore e la camera posteriore. La camera anteriore, posta davanti al cristallino, è piena di umore acqueo, un fluido simile al liquido...

Lo scorrimento dei filamenti è possibile perché le teste della miosina hanno la capacità di legarsi a specifici siti presenti sull’actina formando ponti molecolari tra i filamenti spessi e i filamenti sottili. Quando il muscolo è a riposo, questi...