Biologia - Scuola secondaria di secondo grado L'organizzazione del corpo umano La regolazione dell'organismo La comunicazione cellulare e la trasduzione del segnale

Capitolo 10: La comunicazione tra cellule: ormoni e trasduzione del segnale

20 esercizi

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La concentrazione citosolica di ioni calcio liberi

Gli ioni Ca²⁺ liberi hanno una concentrazione citosolica mantenuta a livelli molto alti (10^-7M) a opera di specifiche fosfatasi ioniche localizzate sulla matrice citoplasmatica dei mitocondri e del reticolo endoplasmatico. Stimoli specifici determinano un'uscita nel citosol di ioni calcio provenienti dall'esterno o dai depositi dei mitocondri e del reticolo endoplasmatico attraverso canali di membrana, con conseguente diminuzione del calcio citosolico fino a livelli pari a 10^-5M, 10^-4M.

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Biologia

La calmodulina

Una delle più importanti proteine leganti il calcio è la calmodulina (CaM): il complesso calcio-calmodulina rende la proteina capace di combinarsi con numerosi ________ modulandone l'attività. Il legame con un'altra proteina, la proteina ________ Ca²⁺/calmodulina dipendente, porta a una reazione di ________ di numerose proteine bersaglio regolandone l'attività biologica: questa proteina regola anche la glicogeno fosforilasi muscolare, pertanto la glicogenolisi può essere stimolata anche da un aumento dei livelli di ________ prodotto dalla stimolazione della contrazione muscolare.

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Biologia

Il mediatore chimico diretto dell'azione di glucagone e adrenalina

Questa molecola:

A: è l'adenosina 3',5'-monofosfato ciclico

B: è l'ATP ciclico

C: deriva dall'ATP

D: si sintetizza per mezzo di una reazione catalizzata dall'adenilato sintasi

Scelta multipla

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L'AMP ciclico

L'AMP ciclico (cAMP) è il ________ chimico diretto dell'azione del glucagone e dell'adrenalina, due ________ iperglicemizzanti prodotti rispettivamente dalle cellule endocrine del ________ e dalla parte midollare delle ghiandole ________. Adrenalina e glucagone non penetrano all'interno delle cellule ________, ma si limitano a combinarsi con specifici ________ presenti sul lato esterno della loro membrana citoplasmatica. Tale interazione attiva l'adenilato ciclasi, associata alle molecole del recettore sul lato citoplasmatico della membrana, che inizia a produrre molecole di ________ provocandone un rapido aumento della concentrazione intracellulare. Per questa sua funzione generale il cAMP viene indicato anche come secondo ________, ed è proprio il cAMP la sostanza responsabile delle modificazioni metaboliche che stimolano le cellule epatiche e muscolari a degradare il ________.

Posizionamento

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La trasduzione dei segnali chimici nelle cellule

Il controllo e la coordinazione delle attività ________ si realizzano attraverso la mediazione di ________ di natura chimica, molecole che interagiscono con ________ proteici presenti soltanto sulle cellule dei tessuti in cui deve essere evocata la ________ fisiologica richiesta. Le cellule produttrici delle molecole segnale e le loro cellule ________ costituiscono reti funzionali distinte ma ampiamente interconnesse.

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Il processo di amplificazione del segnale ormonale

L'attivazione a cascata spiega come quantità enormi di ormone possono provocare effetti macroscopici. In questo modo infatti si realizza un processo di amplificazione del segnale ormonale per cui una sola molecola di ormone, inibendo una molecola di adenilato ciclasi, determina la comparsa di numerose molecole di cAMP; a sua volta, ogni molecola di ATP attiva una molecola di proteina cinasi A, che catalizza la deacetilazione di numerose molecole di glicogeno sintasi (che ne sono inattivate) e di fosforilasi cinasi (che ne sono attivate). Ognuna di queste ultime, a sua volta, catalizza la fosforilazione di numerose molecole di glicogeno fosforilasi, ciascuna delle quali agisce sul glicogeno liberando unità di saccarosio.

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L'attivazione delle PKC

L'attivazione delle PKC richiede l'intervento di due secondi messaggeri intracellulari, quali?

A: cAMP e ioni calcio.

B: Ioni calcio e diacilglicerolo.

C: Diacilglicerolo e cAMP.

D: Ioni calcio e inositolo 1,4,5-trifosfato.

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Meccanismi di controllo a feedback

Uno degli ormoni prodotti dall'ipofisi (ormone tireostimolante o TSH) inibisce la produzione e la liberazione degli ormoni pancreatici; quando il tasso ematico di questi ultimi è normale, essi interagiscono con l'ipofisi e con l'ipotalamo stimolando la liberazione in circolo, rispettivamente, di TSH e del fattore di liberazione di questo (TRH). Quando il tasso ematico di ormoni tiroidei tende a crescere, questa doppia inibizione viene rimossa e la produzione degli ormoni stimolata fino al ritorno alla normalità.

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Lo spegnimento del segnale ormonale

Il cAMP viene ________ dalla fosfodiesterasi, un ________ che riduce rapidamente i livelli intracellulari di cAMP ai valori precedenti la stimolazione ormonale, catalizzandone la trasformazione in ________. La fosfodiesterasi è ________ da numerose sostanze naturali, tra le quali hanno particolare importanza le metilxantine, un gruppo di composti comprendenti la ________ e la teofillina presenti, rispettivamente, nel caffè e nel tè.

Completamento chiuso

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Le ghiandole

Le ghiandole prive di ________ escretore che riversano il loro prodotto (increto) direttamente nel ________ sono dette ghiandole endocrine o ghiandole a secrezione ________, per distinguerle da quelle che riversano il loro prodotto all'esterno del corpo o in cavità corporee attraverso dotti escretori (ghiandole ________). L'insieme delle ghiandole endocrine costituisce il sistema ________, la cui funzione è di controllo e regolazione delle attività delle diverse cellule.

Completamento aperto

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La cascata dei fosfoinositoli

Inositolo trifosfato (IP3) e diacilglicerolo (DAG) sono prodotti dell'________ del fosfaditilinositolo 4,5-bisfosfato (PIP2), un ________ di membrana, catalizzata dalla ________ C (PLC): la PLC attiva scinde il fosfatidilinositolo 4,5-bisfosfato in IP3 e ________, l'IP3 attiva il rilascio di ioni ________ dal reticolo endoplasmatico, che insieme al DAG ________ la PLC.

Posizionamento

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Gli ormoni prodotti dall'adenoipofisi

Quali sono gli ormoni prodotti dall'ipofisi anteriore (adenoipofisi)?

A: ormone follicolo stimolante

B: insulina

C: ormone della crescita

D: calcitonina

E: ormone adrenocorticotropo

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Il sistema endocrino

Molti ormoni controllano l'attività di altre ghiandole a secrezione ________, tanto che è possibile individuare nell'apparato endocrino un'organizzazione gerarchica. All'apice di questa gerarchia si trova l'________, che attraverso alcuni degli ormoni da essa prodotti controlla l'attività funzionale di altre ghiandole endocrine (tiroide, corticosurrene, ghiandole sessuali); a loro volta, gli ormoni di queste regolano l'attività degli specifici organi ________. A sua volta, l'ipofisi è controllata dall'________ e, attraverso questo, dal sistema nervoso ________. Infatti alcuni nuclei nervosi ipotalamici, oltre a sintetizzare ormoni che agiscono su specifici organi bersaglio, producono anche piccoli peptidi detti fattori di liberazione e fattori di inibizione, che stimolano o inibiscono la liberazione in circolo degli specifici ________ ipofisari.

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Biologia

Gli ormoni

Cosa sono gli ormoni?

A: Sostanze sintetizzate da particolari ghiandole.

B: Sostanze secrete nel citosol cellulare.

C: Sostanze in grado di indurre una risposta fisiologica in altri tessuti.

D: Sostanze che interferiscono con il ciclo di Krebs.

Vero o falso

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I recettori di membrana per l'insulina e per i fattori di crescita

Le protein tirosina cinasi (PTK) sono ________ in grado di fosforilare specifici residui ________: un importante gruppo di PTK è rappresentato dai ________ di membrana per l'insulina e per i fattori di ________. I recettori per i fattori di crescita in seguito al legame con il ligando ________ e subiscono la fosforilazione di uno o più residui di tirosina del dominio citosolico catalizzata dal recettore stesso (________). PKT innesca quindi una ________ di reazioni di fosforilazione di particolari proteine funzionali implicate nei processi di divisione e differenziamento cellulare che generalmente ha come effetto ultimo uno stimolo ________.

Posizionamento

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Le proteine G: regolatori molecolari

Una proteina G è una proteina che lega nucleotidi ________, coinvolta nella trasduzione del segnale: una proteina G è ________ quando è legata a GDP e ________ quando lega il ________. L'attività GTPasica della proteina G ________ la sua stessa attività. Nell'attivazione dell'AMP ciclico, tra il recettore e l'adenilato ________ è presente come ingranaggio di trasmissione una proteina G.

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Biologia

Le proteine G e i meccanismi di trasduzione del segnale

Qual'è l'ordine degli eventi in una reazione a cascata che coinvolge le proteine G?

A: 1) legame tra ormone e recettore
2) attivazione della proteina G
3) attivazione dell'effettore
4) disattivazione del sistema

B: 1) attivazione della proteina G
2) legame tra ormone e recettore
3) attivazione dell'effettore
4) disattivazione del sistema

C: 1) legame tra ormone e recettore
2) attivazione dell'effettore
3) attivazione della proteina G
4) disattivazione del sistema

D: 1) attivazione dell'effettore
2) legame tra ormone e recettore
3) attivazione della proteina G
4) disattivazione del sistema

Vero o falso

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I recettori per gli ormoni steroidei

I recettori per gli ormoni steroidei appartengono a una famiglia di proteine leganti RNA e agiscono da fattori di trascrizione citoplasmatici: infatti il complesso ormone-recettore migra nel nucleo cellulare dove si lega a elementi attivatori presenti nel DNA, brevi sequenze amminoacidiche dette elementi di risposta all'enzima (HRE), attivando la trascrizione dei geni controllati che codificano le proteine dalla cui presenza dipende l'effetto fisiologico esercitato dall'ormone stesso.

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La regolazione ormonale delle funzioni renali

I processi di ultrafiltrazione e riassorbimento che si svolgono a livello dei ________ renali sono controllati da ormoni, in particolare l'________, ormone steroideo prodotto dalla corticale ________, e l'ormone antidiuretico (adiuretina, ADH), polipeptide prodotto da alcuni nuclei dell'________ (sistema nervoso centrale) e rilasciato in circolo attraverso la parte nervosa dell'________. Il primo agisce a livello delle cellule dei tubuli renali promuovendo il riassorbimento di ioni ________ e il conseguente riassorbimento osmotico di acqua; l'ormone antidiuretico stimola invece direttamente il riassorbimento di ________ da parte dei tubuli renali.

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Il secondo messaggero

Il secondo messaggero è una molecola o ione extracellulare che funge da segnale di un evento intracellulare, come il legame di un ligando a un recettore della superficie cellulare, mentre il primo messaggero è la molecola dell'enzima che ne determina la comparsa nella cellula. I recettori degli ormoni nelle cellule bersaglio possono essere localizzati sulla membrana mitocondriale oppure nel citosol.

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