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Archivio Maggio 2013

La membrana cellulare: protezione e comunicazione

     La membrana plasmatica o cellulare è una struttura presente sia nelle cellule procariote che in quelle eucariote. Dai primi studi ad oggi, sono state scoperte caratteristiche sempre più complesse della membrana cellulare, perché le cellule non solo devono regolare gli scambi di materiali con l’ambiente extracellulare e mettere in comunicazione le varie cellule degli organismi pluricellulari ma devono anche difendere l’equilibrio interno di acqua, ioni, acidità e molecole organiche.

     Quali sono le caratteristiche generali di questa membrana? Innanzitutto la struttura di base: due strati di molecole fosfolipidiche disposte con le “teste” idrofile verso l’esterno della cellula e le “code” idrofobe verso l’interno. In questa struttura di base s’inseriscono vari altri tipi di molecole: glicolipidi, colesterolo e soprattutto molecole proteiche.

     Le principali molecole proteiche sono dette integrine o proteine integrali di membrana che si estendono da una parte all’altra, in tutto lo spessore della membrana cellulare. La disposizione nella membrana delle varie proteine non è uniforme e non mantengono posizioni fisse nel tempo, infatti negli anni ’70 del secolo scorso due biologi statunitensi (Jonathan Singer e Garth Nicholson) coniarono la definizione di modello a mosaico fluido. Le molecole di membrana possono variare in base al tipo di cellula e in base al tipo di vivente a cui le cellule appartengono. Le funzioni della membrana non cambiano: permettono alle cellule di interagire tra di loro e controllare gli scambi di materia ed energia con l’ambiente esterno.

     Oltre alle integrine che all’interno si ancorano al citoscheletro cellulare e all’esterno si collegano alla matrice extracellulare, sono presenti le glicoproteine che svolgono un compito fondamentale nel riconoscimento cellulare. Un altro tipo di proteine di membrana sono le proteine-recettore che riconoscono e veicolano verso il citoplasma i messaggi chimici provenienti dall’esterno. Spesso le proteine di membrana sono legate a piccole catene di carboidrati e formano le glicoproteine. Sono proprio i carboidrati delle glicoproteine a svolgere un ruolo fondamentale nel riconoscimento di vari tipi di molecole che interagiscono in positivo o in negativo con le cellule: soprattutto ormoni, virus e anticorpi. Un ruolo chiave nel passaggio delle sostanze viene svolto da specifiche proteine di trasporto dette carrier: trasportano da una parte all’altra ioni e molecole.

     In sostanza la membrana è un organulo cellulare complesso come tanti altri: vacuoli, ribosomi, mitocondri, … con molte funzioni specifiche ed è dotata di una permeabilità selettiva. Questo significa che passano liberamente solo determinate sostanze necessarie alla cellula; altre possono attraversarla con meccanismi più complessi che richiedono dispendio di energia. Ad esempio la membrana non è permeabile alle proteine, in caso contrario ci sarebbe una fuoriuscita di biomolecole che porterebbe a morte la stessa cellula. Perciò il contenuto proteico dei liquidi extracellulari generalmente e molto basso. Spesso anche le differenze di concentrazioni ioniche tra l’esterno e l’interno della membrana sono molto elevate. Ad esempio gli ioni potassio (K+) sono molto più concentrati all’interno, mentre gli ioni sodio (Na+) sono più concentrati all’esterno e sono alla base della trasmissione dell’impulso nervoso dei neuroni.

     Oltre alla membrana cellulare, ricordo che ogni organulo interno (nucleo, nucleolo, mitocondri, apparato del Golgi, reticolo endoplasmatico, vacuoli e cloroplasti nelle cellule vegetali, …) ha una propria membrana con funzione protettiva e di comunicazione.

     Bisogna aggiungere che a questa teoria della “membrana unitaria” è contrapposta quella della “membrana globulare”. I sostenitori di quest’ultima ritengono che la membrana sia formata da macromolecole di proteine disposte in globuli che si compenetrano con i fosfolipidi. Secondo molti studiosi bisogna considerarle due teorie che si completano a vicenda: coesisterebbero sia il doppio strato fosfolipidico, sia zone di membrana con strutture globulari.

Qualche animazione sulla “fluidità” delle strutture di membrana la puoi trovare qui e qui.

Per saperne di più: http://it.wikipedia.org/wiki/Membrana_cellulare  http://it.wikipedia.org/wiki/Modello_a_mosaico_fluido ; non trascurare il tuo libro di biologia! Vedi anche la rivista: Science. 175:720-731.  Singer, S.J., and G.L. Nicolson. 1972. The fluid mosaic model of the structure of cell membranes.

Immagine tratta da: http://biology.about.com/od/cellanatomy/ss/cell-membrane.htm

 

Tornado devastante in Oklahoma

     Ieri pomeriggio la periferia di Oklahoma city è stata investita da un tornado fortissimo. Tornado e cicloni tropicali sono le manifestazioni più violente dell’atmosfera. Mentre i cicloni tropicali si sviluppano su mari e oceani e sono accompagnati da violente tempeste di pioggia che si esauriscono in prossimità delle coste dopo aver provocato mareggiate e danni, i tornado si sviluppano sulla terraferma. I cicloni tropicali inoltre assumono nomi diversi a seconda delle zone del pianeta, ad esempio si parla di uragani nelle Americhe e tifoni in Cina.

     I tornado, come quello che ha provocato circa 25 morti e alcune centinaia di feriti in Oklahoma, sono violente perturbazioni costituite da un vortice d’aria che prende origine dalla base di corpi nuvolosi, prevalentemente nembostrati o cumulo-nembi, e si estende verso il suolo con una caratteristica forma a imbuto. Questa struttura è più o meno inclinata rispetto al suolo ma può anche disporsi verticalmente ed è caratterizzata da vorticose correnti ascendenti.  La velocità di queste correnti circolari di risucchio verso l’alto può raggiungere e superare i 400 km/h portando morte e distruzione al suolo. Generalmente il vortice si sposta al suolo con una velocità compresa tra i 30 e gli 80 km/h ed ha un diametro di circa 200 m. Di solito percorre alcuni chilometri ma in qualche caso (tornado dei tre Stati: Missouri, Indiana e Illinois, 1925) in passato ha percorso anche 350 km.

     In Oklahoma sono state distrutte case, scuole, cinema, uffici, negozi. I soccorritori hanno raggiunto e aiutati molti feriti. Stamattina si parlava di 90 vittime, ma alcuni dei dispersi si erano rifugiati nelle cantine e sono stati recuperati vivi. Il tornado è stato classificato nella categoria F4 (devastante) su una scala di 5. Un elenco fornisce una panoramica dei tornado più devastanti che hanno colpito gli USA negli ultimi due secoli (fonte “La Repubblica”):

1) 18 marzo 1925 – Tristane, Missouri: 695 morti
2) 6  maggio 1840 – Natchez, Mississippi: 317 morti
3) 27 maggio 1896 – St Louis, Missouri: 255 morti
4) 5  aprile 1936 – Tupelo, Mississippi: 216 morti
5) 6  aprile 1936 – Gainesville, Georgia: 213 morti
6) 9  aprile 1947 – Woodward, Oklahoma: 181 morti
7) 22 maggio 2011 – Joplin, Missouri: 158 morti
8 ) 24 aprile 1908 – Amite, Louisiana: 143 morti
9 ) 12 giugno 1899 – New Richmond, Wisconsin: 117 morti
10) 8 giugno 1953 – Flint, Michigan: 116 morti

     Oltre agli Stati Uniti, il Paese dove si sviluppano più tornado è l’Australia. Di solito si sviluppano nel periodo estivo o primaverile, di pomeriggio o di sera. L’equivalente acquatico dei tornado sono le trombe marine che sono però caratterizzate da minor violenza e dimensioni più ridotte.

     In Italia pur presentandosi con una certa frequenza, i tornado prendono il nome di trombe d’aria perché sono caratterizzati da minori dimensioni e venti meno intensi.

Per saperne di più sui tornado: http://it.wikipedia.org/wiki/Tromba_d’aria

Video del tornado di Oklahoma visto dall’elicottero

 

Muschi e pioggia

     Questo mese, in un servizio del giornale radio del Piemonte (RAI 3), è stato definito da un meteorologo il più piovoso dal 1946. Fino a metà maggio su questa regione è caduta una quantità di pioggia doppia rispetto a quella media dello stesso mese degli anni precedenti. E non ha smesso, la pioggia continua tutti i giorni, anche se in modo non diffuso. In queste condizioni, fra danni all’agricoltura e altri disagi, segnalo minuscole piante che si sono adattate a vivere proprio in perenne e elevata umidità: i muschi. Ricordo che una volta si raccoglievano per preparare il presepe nelle case o nelle chiese. Negli ultimi anni, per questo scopo, i muschi sono stati sostituiti da strutture artificiali e molti presepi (quelli più piccoli) si comprano già pronti e completi.

      I muschi, sono un gruppo delle briofite (Bryophyta), piantine erbacee prive di vere radici, fusto e foglie. Come tutte le briofite, sono caratterizzati dall’assenza di tessuti vascolari e vasi conduttori per il trasporto di acqua e linfa, perciò hanno dimensioni limitate. Spesso formano veri e propri “tappeti” nel sottobosco o lungo le scarpate rivolte a nord. Hanno colonizzato tutti gli ambienti dalla zona artica a quella antartica e, insieme ai licheni, sono i principali organismi pionieri, quelli che per primi si stabiliscono su un determinato substrato. Le loro dimensioni ridotte gli consentono di insediarsi e vivere anche sulle rocce e sui tronchi delle piante arboree. Nella tundra che caratterizza le zone artiche del nostro pianeta, i muschi rappresentano la vegetazione dominante.

     Rispetto ad angiosperme e gimnosperme, i muschi hanno un’origine più antica. Le prime piante terrestri, in base ai resti fossili, si sono sviluppate nel devoniano, un periodo dell’era paleozoica, e sono state: i licopodi, gli equiseti, le felci e le epatiche. Milioni di anni dopo, nel primo carbonifero, hanno avuto origine i muschi.

     Qual è la loro struttura? Ciascuna piantina è formata da un fusticino di 2-3 cm con numerose foglioline costituite per la maggior parte da un solo strato di cellule. Alla base del fusticino ci sono numerose ramificazioni dette rizoidi che ancorano la pianta al substrato e, pur non essendo vere radici, permettono di assorbire acqua e sali minerali indispensabili insieme alla luce per svolgere l’attività fotosintetica e costruire materia organica.

     I muschi alternano due generazioni: una sessuata (la cui piantina è detta gametofito) in cui avviene la produzione di gameti e una asessuata che produce le spore. Nel gametofito gli organi sessuali si trovano all’estremità del fusticino. Gli anteridi, strutture cave sorrette da un peduncolo, producono gli anterozoi, i gameti maschili che a maturazione avvenuta vengono liberati e, in presenza di acqua, possono raggiungere gli archegoni che contengono una cellula uovo. Dalla loro fusione si forma lo zigote che dà inizio alla generazione asessuata costituita dallo sporofito. Lo sporofito produce in una capsula spore che si liberano a maturazione e in condizioni ambientali adatte germinano originando prima un sottile filamento detto protonema che poi si trasforma in gametofito. Nel ciclo vitale dei muschi lo sporofito è diploide (2n), le spore e il gametofito sono aploidi (n).

Oltre ad essere importanti come piante pioniere, alcune specie di muschi (soprattutto gli sfagni) morti, depositatesi nei sedimenti, attraverso un processo di carbonizzazione hanno dato origine alla torba.

Nella penultima immagine: muschi con anteridi su un muro di contenimento in cemento armato costruito quindici anni fa. L’ultima invece riguarda muschi su un muretto a secco del Parco di Portofino nel comune di Camogli.

 

Notte dei musei 2013

     Si tratta di un evento importato dalla Francia alcuni anni fa e ormai giunto alla quinta edizione. Quest’anno la manifestazione è particolarmente sentita perché capita in un anno di forte crisi e recessione in cui molte famiglie sono state costrette a tagliare le spese, prime fra tutte quelle per la cultura, la scuola e l’università.

     Qual è lo scopo dell’evento? Cercare di avvicinare il maggior numero di persone, soprattutto giovani, alla più grande ricchezza del Paese: il patrimonio culturale. Sabato 18 maggio prossimo, centinaia di musei e siti archeologici saranno aperti e visitabili gratuitamente, o con prezzi del biglietto d’ingresso ridotti, fino alle ore 24. In molte città le aperture museali saranno anche affiancate da concerti, laboratori, danze, conferenze e altro.

     Sono molti anche i musei a carattere scientifico, come quelli di storia naturale. Ciascuno può cercare in rete o sui quotidiani quelli della propria città. Per saperne di più: http://www.lanottedeimusei.it/ . L’evento, per la sua valenza culturale ed educativa,  è patrocinato dall’UNESCO e dal Consiglio d’Europa.

A Torino saranno gratuiti gli ingressi anche al Museo di Anatomia, al Museo Lombroso, al Museo della frutta, al Museo di Scienze Naturali, al parco astronomico Infini.TO. 

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Green Week Conference 2013

     Green Week è la più grande conferenza annuale organizzata dall’Europa sulla politica ambientale. Il tema di quest’anno è “aria più pulita per tutti” (Cleaner air for all)  e la conferenza si terrà dal 4 al 7 luglio a Bruxelles. 

     Perché il tema dell’aria? Nonostante alcuni sforzi di molti Paesi, i limiti di inquinanti fissati per mantenere una buona qualità dell’aria sono stati superati spesso in alcune zone dell’Unione Europea densamente popolate e con un numero significativo di industrie non sempre in regola con i loro scarichi nell’atmosfera. Quali le principali sostanze che abbassano la qualità dell’aria? Il particolato, gli ossidi d’azoto e di carbonio, i livelli di ozono troposferico.

     In molti Paesi, Italia compresa, all’evento principale di Bruxelles si affiancheranno numerosi eventi “satelliti”. Ad esempio, la Settimana Verde a Torino, ha il nome di Imagin’Air ed è organizzata dal Museo Ambiente e prevede l’intervento di Amministrazioni locali, mondo scolastico e accademico, media, industrie e imprese che a vario titolo si interessano di ambiente. Gli incontri, sponsorizzati soprattutto da Fiat Industrial, NewHolland, Case Costruction, Case Agricolture, Iveco e FTP-Powertrain Technologies, inizieranno il 15 e 16 maggio prossimo al Fiat Industrial Village di Torino e coinvolgeranno anche 1000 studenti circa. Gli incotri conclusivi si terranno il 18 e il 19 maggio nella sede del Museo Ambiente. Imagin’Air propone ai visitatori exhibit interattivi, giochi, esperimenti, informazioni, dati e alcuni consigli.

Per ulteriori informazioni sul progetto europeo: http://ec.europa.eu/environment/greenweek/

Per saperne di più su Imagin’air.

Invece del problema della qualità dell’aria nella zona italiana più critica, la Pianura Padana, mi occuperò nel post successivo sul blog Scienza della materia.

 

Ciciu de Villar ovvero piramidi di terra

     Per docenti e studenti o appassionati di Scienze Naturali, segnalo un convegno di due giorni che vuole informare, promuovere e valorizzare alcune delle più importanti formazioni geologiche del nostro Paese. Le due giornate di convegno si terranno a Villar San Costanzo (CN) il 23 e 24 maggio 2013. La partecipazione è gratuita ma per motivi logistici bisogna iscriversi.

     Nella sala convegni del Museo di Scienze Naturali di Torino, in via Giolitti 36, questa mattina alle 10,30 c’è stata la presentazione delle due giornate dal titolo: “PIRAMIDI di TERRA: Genesi e valorizzazione geoturistica”. Nell’evento sono coinvolte l’Università di Torino, l’Università di Genova, l’Ordine dei Geologi del Piemonte, il Museo di Scienze Naturali di Torino, il Parco Regionale del Marguareis, le due principali associazioni di Geoturismo e Geologia e Turismo in Italia.

   In generale, cosa sono le piramidi di terra? Sono fenomeni geologici presenti in varie parti d’Italia: Alto Adige soprattutto, ma anche cuneese e sulla sponda orientale del lago d’Iseo in Lombardia. Si formano per l’erosione causata dalle precipitazioni atmosferiche nelle zone limitrofe ad alcune rocce che proteggono il terreno sottostante. Le piramidi spesso si assottigliano verso l’alto e sono sovrastate dal “cappello”, il masso roccioso che le protegge dall’erosione e ne ha permesso la formazione. Queste strutture si formano soprattutto dove ci sono residui morenici, massi e altri materiali di erosione glaciale trasportati dai ghiacciai prima del loro ritiro. Nelle nostre zone, tipiche colline moreniche sono quella di Rivoli e “l’anfiteatro morenico”di Ivrea.

Programma: http://www.comune.villarsancostanzo.cn.it/pagina.asp?id=332

Bel  Video sulle piramidi di terra in Alto Adige di Pino Bertorelli.

 

Fondazione Umberto Veronesi per il Progresso delle Scienze

     La fondazione ha celebrato il decimo anniversario lo scorso 20 marzo e ha attribuito oltre 100 borse di ricerca, anche negli scorsi anni dal 2003. La fondazione Umberto Veronesi ha lo “scopo di sostenere la ricerca scientifica, attraverso l’erogazione di borse di ricerca per medici e ricercatori e il sostegno a progetti di altissimo profilo. Ne sono promotori scienziati (tra i quali ben 11 premi Nobel che ne costituiscono il Comitato d’onore) il cui operato è riconosciuto a livello internazionale”.

     In questo periodo dell’anno ciascuno può contribuire a questa o ad altre associazioni o istituti di ricerca scientifica col 5‰. Oppure può scegliere qualcuno degli altri enti di ricerca, comprese le università, che necessitano di un contributo.

Qui puoi consultare l’elenco dei vincitori dei progetti di ricerca 2013 della Fondazione Veronesi, area oncologica, cardiologica e delle neuroscienze, con i relativi istituti di appartenenza e i titoli dei progetti.

Per saperne di più: http://www.fondazioneveronesi.it/ 

Per consultare la guida alla prevenzione: http://www.fondazioneveronesi.it/guida-alla-prevenzione/

Nell’immagine, globuli rossi al microscopio elettronico.