Preparazione all'Esame di Citologia: La Guida Completa per Superare con Successo Ogni Test!

Questo articolo fornisce una panoramica dettagliata degli argomenti fondamentali per la preparazione all'esame di citologia a livello universitario. Si concentra sulle principali classi di molecole biologiche, sulle loro funzioni e sulla loro importanza per la vita cellulare.

I Gruppi Fondamentali di Molecole Biologiche

Le molecole biologiche sono essenziali per la struttura e la funzione delle cellule. Di seguito sono elencati i gruppi principali e le loro funzioni:

Glucidi: Fonte di energia in tutti gli organismi e componenti strutturali nelle piante.
Lipidi: Riserva di energia e componenti strutturali delle membrane cellulari, oltre a fattori di regolazione di processi biochimici.
Proteine: Componenti strutturali e fattori di regolazione di numerosi processi biochimici.
Acidi Nucleici: Supporto delle informazioni genetiche e della loro trasmissione.

Glucidi

Per funzionare in ambito biologico, i glucidi necessitano di un gruppo aldeide o chetone. Principalmente, i glucidi hanno due forme tridimensionali: lineari e/o circolari. Essi molto spesso si dividono in isomeri, ovvero una stessa molecola di glucosio (es.) ma posizionata nello spazio diversamente (diversi centri di simmetria): in base ai gruppi legati al carbonio abbiamo la forma D e la forma L; mentre in base al gruppo ossidrile OH del primo carbonio (C1) abbiamo la forma “Alfa” e “Beta”.

La differenza dei due isomeri in base al gruppo OH del C1 sta principalmente nel fatto che gli isomeri “Alfa” formano, combinandosi tra di loro, l’amido e gli isomeri “Beta” formano, combinandosi tra di loro, la cellulosa.

Nella forma alfa esiste una differenza in base a come si sviluppa nello spazio: esiste l’amiloso dove ci sono tutti legami 1-4 (tra gli atomi di carbonio) e l’amilopectina dove ogni 26 legami 1-4 ne troviamo uno 1-6 (tra gli atomi di carbonio). La prima ha una forma completamente lineare mentre la seconda ha una forma ramificata (Glicogeno).

I glucidi tra di loro e tra i diversi monomeri di una catena glucidica si uniscono attraverso un legame glicosidico (sintesi) e si dividono attraverso l’idrolisi (distruzione). Nel legame glicosidico si legano attraverso il gruppo OH del C1.

Un'altra tipologia di glucidi importante sono i GAG, o meglio chiamati, Glicosamminoglicani che hanno delle funzioni ben precise nel nostro organismo (es. acido ialuronico, cheratina, dermatina). Questi glucidi specifici sono idrofili, cioè riescono a far penetrare l’acqua ed ad assorbirla; e basofili, cioè hanno la caratteristica di colorarsi in maniera elettiva con i coloranti basici dell’anilina.

Infine, esistono dei glicoconiugati che svolgono azioni ben precise: i proteoglicani, composti dal 5% di proteine (core/protein) e il 95% di glucidi (GAG); le glicoproteine, composte dal 40% di proteine e il 60% di glucidi, e i glicolipidi, composti dal 40% di lipidi e il 60% di glucidi, i quali sono responsabili delle comunicazioni intracellulari e connettive dell’organismo.

Proteine

Le proteine principalmente si dividono in semplici (50% di C, 23% di O, 16% di N, 7% di H (e max 3% di S)) e complessi (Proteina + Prostetico (glu - lip)). Nelle cellule esiste anche un raggruppamento di amminoacidi chiamato Pool di amminoacidi, derivanti dalla demolizione delle proteine della dieta ecc.

Anche gli amminoacidi (unità di misura delle proteine) hanno 2 isomeri D e L dovuti al centro di simmetria del C, ma in natura si trovano solamente in forma D.

Il gruppo caratteristico R dell’amminoacido rappresenta la caratteristica dell’amminoacido e quindi della proteina stessa: può essere idrofila o idrofoba, che cambia la sua Stericità (conformazione spaziale) e funzione.

Nel suo ripiegamento (Folding) la proteina interagisce con se stessa attraverso legami chimici deboli come: Ponti H, Interazioni ioniche (COO e il NH3), interazioni idrofobiche, forze di Van Der Waart. Tutte queste forze donano la struttura alla proteina e quindi anche la funzione (Paradigma struttura/funzione delle proteine) (ES. se si trovano entro gli 0,3 nm si legano in Ponti H per formare la struttura secondaria).

Una sezione importantissima di proteine sono gli Enzimi: essi regolano l’intera gamma delle reazioni metaboliche cellulari (metabolismo = insieme delle reazioni di anabolismo (sintesi) e catabolismo (demolizione)). In altre parole, gli enzimi sono i catalizzatori biologici che abbassano l’energia di attivazione (quantità di calore necessaria per la reazione chimica) detta anche Catalisi.

Sono formati principalmente da Proteine (Apoenzima) e molto spesso troviamo il gruppo prostetico (coenzima) composto o da Vitamine o residui metallici.

La stericità dell’enzima è complementare con il substrato da metabolizzare, perciò ogni enzima agisce su uno specifico substrato.

In base al tipo di reazione catalizzata, gli enzimi si classificano in:

Ossidoreduttasi
Transferasi
Idrolasi (proteasi, esterasi, glucosidasi)
Sintetasi
Isomerasi
Liasi

Lipidi

L’acido grasso è una lunga catena di molecole idrocarburiche con un numero pari di atomi di carbonio e con un gruppo carbossilico COOH iniziale e un gruppo metilico CH3 finale.

Iniziale e finale perché dal COOH si inizia a contare il numero di C con 1, 2, 3. Per il nome dell’acido grasso si segue questo schema: Acido (N° di C)-noico. (ES. C18 -> Acido ottadecanoico); se invece si ha un doppio legame, prima si scrive Cis seguito dal numero del carbonio con il doppio legame e finito come sempre.

I lipidi si possono dividere in semplici (Cere, Gliceridi, Steroli) e complessi (formati da una parte lipidica e un altro composto)…quando quest’unione forma una molecola con una parte idrofila (quindi Polare) e una parte idrofoba si chiamano molecole Antipatiche.

Acidi Nucleici

Gli acidi nucleici sono polinucleotidi, formati dall’unione di monomeri chiamati nucleotidi. Essi sono composti da:

Pentoso (zucchero con 5 atomi di C) che si differenzia in Ribosio (RNA) e desossiriboso (DNA)
Base azotata (Contenente Azoto) che si differenzia in pirimidiniche formati da un solo anello (Timina, Citosina, Uracile) e puriniche formate da 2 anelli (Adenina e Guanina)
Radicale fosforico composto principalmente da gruppi fosfato legati al carbonio (5 e 3) attraverso legami covalenti (fosfodiestere)

La differenza tra DNA e RNA sta nello zucchero, nelle basi azotate corrispondenti (DNA = T; RNA = U) e nella struttura secondaria.

Il DNA è composto da due filamenti di scheletro zucchero fosfato legato dal legame covalente fosfodiesterico antiparalleli (5 e 3 con 3 e 5) con basi azotate complementari unite da legami idrogeno e sviluppato tridimensionalmente in elica, con specifica forma B (Solco maggiore e solco minore). La complementarietà delle basi, secondo motivi stereochimici, avviene tra A - T con la formazione di 2 legami H e tra C - G con formazione di 3 legami H. Queste complementarietà sono alla base della replicazione del DNA e dal mantenimento della stessa distanza tra basi azotate (0,34 nm) e lo stesso diametro dell’elica di DNA (2 nm).

L’RNA è composto da un singolo filamento solitario o avvolte unito su se stesso tramite complementarietà delle basi azotate. Ogni RNA è trascritto da un gene nel DNA. Esistono 3 tipi principali:

mRNA (RNA messaggero): Costituito da un filamento di polinucleotidi, avvolte ripiegato ad elica, suddivisibile in codoni (gruppi di 3 basi azotate) e lungo in proporzione agli amminoacidi da tradurre (Sintesi Proteica). Infatti, la sua funzione è la trascrizione nell’espressione genica.
tRNA (RNA transfer): Costituito da un filamento polinucleotidico, formato da 75 a 90 nucleotidi, ripiegato su se stesso per formare una forma a “Trifoglio” dovuto alla formazione di 3 ansa (D, anticodone, T). La funzione dell’tRNA è quella di trasportare l’amminoacido dal pool degli amminoacidi al ribosoma per eseguire la traduzione proteica. Infatti, all’estremità 3 dell’RNA troviamo una tripletta caratteristica di ogni tRNA (CCA) che corrisponde al sito accettatore dell’amminoacido.
rRNA (RNA ribosomiale): Nome dovuto poiché costituente dei ribosomi, organuli adibiti alla sintesi delle proteine. Essi sono formati da due parti diseguali: la subunità minore contenente 1 rRNA e la subunità maggiore contenente 2-3 rRNA. Queste due unità sono legate tra loro solo al momento della sintesi proteica.

Tabella Riassuntiva delle Molecole Biologiche

Gruppo di Molecole	Funzione Principale	Esempi
Glucidi	Fonte di energia, componenti strutturali	Amido, cellulosa, acido ialuronico
Lipidi	Riserva di energia, componenti delle membrane	Gliceridi, steroli, cere
Proteine	Componenti strutturali, enzimi, regolazione	Enzimi, anticorpi
Acidi Nucleici	Supporto e trasmissione informazioni genetiche	DNA, RNA (mRNA, tRNA, rRNA)