La biologia umana

La struttura e le funzioni delle proteine

Le proteine sono macromolecole fondamentali per numerosi processi biologici, costituite da catene di aminoacidi legati da legami peptidici. I 20 aminoacidi standard si combinano in sequenze specifiche per formare proteine con strutture e funzioni distintive. La struttura primaria di una proteina è la sequenza lineare degli aminoacidi, mentre la struttura secondaria si riferisce alle conformazioni locali che assumono parti della catena, come le alfa-eliche e i foglietti beta. La struttura terziaria descrive il ripiegamento tridimensionale complessivo della singola catena polipeptidica, e la struttura quaternaria riguarda l'associazione di più catene polipeptidiche in un complesso funzionale. Le proteine hanno ruoli cruciali in vari processi biologici, inclusi il trasporto di molecole, come l'emoglobina che trasporta ossigeno nel sangue, la catalisi di reazioni biochimiche tramite enzimi, la contrazione muscolare, la regolazione di processi fisiologici attraverso ormoni e la difesa immunitaria mediata dagli anticorpi.

L'evoluzione biologica e la genetica

L'evoluzione biologica descrive il processo di sviluppo e diversificazione degli organismi viventi da un antenato comune nel corso del tempo. Le evidenze dell'evoluzione sono osservabili nelle strutture omologhe e analoghe, nonché nei fossili. La teoria dell'evoluzione di Darwin si basa sulla selezione naturale, un meccanismo secondo cui gli individui più adatti all'ambiente hanno maggiori probabilità di sopravvivere e riprodursi. La genetica, la scienza che studia l'ereditarietà, si focalizza sui geni, unità di ereditarietà che codificano per tratti specifici. I geni sono localizzati sui cromosomi e possono esistere in forme alleliche diverse, risultato di mutazioni. Il genotipo di un organismo, ovvero la sua costituzione genetica, si esprime nel fenotipo, l'insieme delle caratteristiche osservabili.

I tessuti biologici e la loro funzione

I tessuti sono aggregati di cellule specializzate che collaborano per svolgere funzioni specifiche all'interno degli organismi. Il tessuto epiteliale si divide in epitelio di rivestimento, che protegge le superfici corporee, e epitelio ghiandolare, che produce secrezioni. Il tessuto connettivo fornisce supporto e integrità strutturale e comprende diverse tipologie come il tessuto connettivo propriamente detto, il tessuto adiposo, il tessuto cartilagineo e il tessuto osseo. Il tessuto muscolare è responsabile della contrazione e del movimento e si classifica in muscolare liscio, scheletrico e cardiaco. Il tessuto nervoso, composto da neuroni e cellule gliali, è incaricato della trasmissione degli impulsi nervosi e della regolazione delle funzioni corporee.

Gli scambi gassosi e l'omeostasi nel corpo umano

Gli scambi gassosi sono vitali per la respirazione cellulare, che fornisce energia alle cellule attraverso l'utilizzo di ossigeno per convertire i nutrienti in adenosintrifosfato (ATP). L'ossigeno viene inalato nei polmoni e trasportato alle cellule, mentre l'anidride carbonica, un prodotto di scarto del metabolismo, viene rilasciata dalle cellule e trasportata al sistema respiratorio per essere espirata. L'omeostasi è il processo di mantenimento di condizioni interne stabili e costanti, nonostante le variazioni esterne. Il corpo umano mantiene l'omeostasi attraverso meccanismi di feedback negativo che coinvolgono recettori sensoriali, centri di controllo nel sistema nervoso e/o endocrino, e effettori che apportano le modifiche necessarie. Questi sistemi regolano fattori critici come la temperatura corporea, il bilancio idrico e salino, il pH del sangue e la concentrazione di glucosio, garantendo il corretto funzionamento dell'organismo.