Guida completa · Tutte e sette le unità del Syllabus MUR 2026/2027 · Ordinata per peso d'esame
Strutture cellulari · Flusso dell'informazione · Caratteri · Segnalazione · Proliferazione · Basi molecolari · Informazione genetica
L'unità sulle strutture cellulari pesa 1,75 CFU: è l'unità più pesante di tutte e tre le materie del semestre, Fisica e Chimica comprese. Da sola vale quasi un terzo della prova di Biologia.
Ed è appena cresciuta: nel syllabus 2025 valeva 1,5. Nello stesso aggiornamento l'unità sulle basi molecolari è invece scesa da 0,75 a 0,5. Chi studia sui materiali dell'anno scorso sta pesando male esattamente le due unità agli estremi.
In chiusura:
Gli schemi da avere in testa — tutti i confronti che l'esame chiede
Le otto trappole — gli errori più frequenti
Le stime sul numero di domande sono una proiezione dei pesi in CFU sulle 31 domande della prova, non un dato ministeriale. Servono a spartire le ore di studio.
Se hai poco tempo e devi scegliere da dove partire in tutta la Biologia, parti da qui. Nove domande stimate su trentuno.
La differenza fondamentale è una sola: gli eucarioti hanno un nucleo delimitato da membrana, i procarioti no. Da lì discende tutto il resto.
| Procarioti | Eucarioti | |
|---|---|---|
| Nucleo | Assente (nucleoide) | Presente, con involucro |
| DNA | Circolare, nudo, + plasmidi | Lineare, associato a istoni |
| Organuli con membrana | Assenti | Presenti |
| Ribosomi | 70S (30S + 50S) | 80S (40S + 60S) |
| Parete | Di peptidoglicano | Assente negli animali |
| Divisione | Scissione binaria | Mitosi e meiosi |
La differenza dei ribosomi non è un dettaglio da nerd: è il bersaglio di molti antibiotici, che colpiscono il 70S batterico lasciando intatto l'80S umano. È il tipo di collegamento che il syllabus 2026 cerca esplicitamente.
Il modello è quello a mosaico fluido. Un doppio strato di fosfolipidi con le teste polari (idrofile) rivolte verso l'acqua, dentro e fuori, e le code apolari (idrofobe) affacciate l'una contro l'altra all'interno.
Dentro ci galleggiano:
La proprietà chiave è la permeabilità selettiva. Passano liberamente le molecole piccole e apolari (O₂, CO₂) e l'acqua in misura limitata; non passano ioni e molecole grandi o cariche, che hanno bisogno di proteine dedicate.
| Tipo | Verso | Energia | Proteine |
|---|---|---|---|
| Diffusione semplice | Secondo gradiente | No | No |
| Diffusione facilitata | Secondo gradiente | No | Sì (canali o carrier) |
| Osmosi | Secondo gradiente (acqua) | No | Acquaporine |
| Trasporto attivo | Contro gradiente | Sì (ATP) | Sì (pompe) |
La diffusione facilitata usa proteine ma non consuma energia. Molti studenti associano "serve una proteina" a "serve ATP" e sbagliano. L'unico criterio che distingue attivo da passivo è il verso rispetto al gradiente, non la presenza di proteine.
L'acqua si muove verso la soluzione più concentrata di soluti.
Il caso di trasporto attivo da conoscere nel dettaglio: per ogni ATP consumato espelle 3 Na⁺ e fa entrare 2 K⁺, entrambi contro gradiente. Poiché escono tre cariche positive ed entrano due, genera una differenza di potenziale: è alla base del potenziale di membrana e quindi dell'impulso nervoso.
Per le molecole troppo grandi la cellula usa le vescicole: fagocitosi (materiale solido), pinocitosi (liquidi), endocitosi mediata da recettore (selettiva). L'esocitosi è il processo inverso.
| Struttura | Proteina | Funzione |
|---|---|---|
| Microfilamenti | Actina | Contrazione, movimento ameboide, anello contrattile nella citodieresi |
| Filamenti intermedi | Cheratine, lamine | Resistenza meccanica, sostegno strutturale |
| Microtubuli | Tubulina | Fuso mitotico, trasporto interno, ciglia e flagelli |
Il centrosoma con i centrioli organizza i microtubuli e forma il fuso durante la divisione. Ciglia e flagelli hanno la struttura 9+2: nove coppie di microtubuli attorno a una coppia centrale.
È delimitato da un involucro nucleare a doppia membrana, perforato da pori nucleari che regolano il passaggio: entrano proteine, escono mRNA e subunità ribosomiali.
Il nucleolo non ha membrana: è la zona dove si sintetizza l'rRNA e si assemblano le subunità dei ribosomi.
La cromatina esiste in due stati: eucromatina, decondensata e trascrizionalmente attiva, ed eterocromatina, compattata e silente.
Vanno visti come una catena di montaggio, non come organuli separati.
Gli altri componenti:
Doppia membrana: quella esterna liscia e permeabile, quella interna ripiegata in creste per massimizzare la superficie. Dentro c'è la matrice.
Hanno DNA circolare proprio, ribosomi 70S e si dividono per conto loro: sono gli indizi della teoria endosimbiontica, secondo cui derivano da batteri inglobati da una cellula ancestrale. Nell'uomo il DNA mitocondriale si eredita per via materna.
| Fase | Dove | Resa netta |
|---|---|---|
| Glicolisi | Citoplasma | 2 ATP, 2 NADH, 2 piruvato |
| Decarbossilazione ossidativa | Matrice | 2 NADH, acetil-CoA |
| Ciclo di Krebs | Matrice | 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH₂ |
| Fosforilazione ossidativa | Membrana interna | La grande maggioranza dell'ATP |
La glicolisi avviene nel citoplasma, non nel mitocondrio. È l'unica tappa che non richiede ossigeno ed è comune a tutti gli organismi, procarioti compresi.
L'ossigeno serve solo alla fine. Non partecipa alla glicolisi né al ciclo di Krebs: è l'accettore finale di elettroni nella catena respiratoria. Senza ossigeno la catena si blocca, il NADH non si riossida e la cellula ripiega sulla fermentazione.
Il dogma centrale: DNA → RNA → proteina. La replicazione copia il DNA, la trascrizione lo trasforma in RNA, la traduzione trasforma l'RNA in proteina.
È semiconservativa: ogni nuova doppia elica conserva un filamento vecchio e uno nuovo. Questo è il risultato dell'esperimento di Meselson e Stahl, e all'esame è la parola chiave.
Poiché la polimerasi lavora in una sola direzione e i due filamenti sono antiparalleli, uno viene copiato in continuo (filamento guida) e l'altro a pezzi (filamento lento, con i frammenti di Okazaki poi saldati dalla ligasi).
L'RNA polimerasi si lega al promotore e copia uno solo dei due filamenti, quello stampo. Produce RNA usando uracile al posto della timina.
Lo splicing alternativo permette di ottenere proteine diverse dallo stesso gene combinando gli esoni in modi diversi. È la ragione per cui l'uomo ha circa 20.000 geni ma molte più proteine.
Nei procarioti nulla di tutto questo: non c'è nucleo, non ci sono introni, e la traduzione inizia mentre la trascrizione è ancora in corso.
Quattro proprietà da sapere alla lettera:
AUG è il codone di inizio e codifica la metionina. UAA, UAG e UGA sono codoni di stop e non codificano alcun amminoacido.
È la coppia di termini che l'esame ama confondere. Degenerato significa che più codoni portano allo stesso amminoacido. Ambiguo significherebbe che uno stesso codone porta ad amminoacidi diversi — e il codice non è ambiguo. La degenerazione è anche il motivo per cui molte mutazioni puntiformi non hanno alcun effetto.
Avviene sui ribosomi. Il tRNA porta l'amminoacido e ha un anticodone complementare al codone dell'mRNA.
Vocabolario indispensabile: genotipo è il corredo genetico, fenotipo è la manifestazione visibile. Omozigote ha due alleli uguali, eterozigote due diversi.
Se in un esercizio ti compare 9:3:3:1, sai già che sono due geni indipendenti entrambi in eterozigosi. Riconoscere il rapporto è più veloce che disegnare il quadrato.
Geni vicini sullo stesso cromosoma tendono a essere ereditati insieme: sono associati, e violano l'assortimento indipendente. Il crossing over durante la meiosi li può separare, e la frequenza di ricombinazione è proporzionale alla distanza: è così che si costruiscono le mappe genetiche.
La femmina è XX, il maschio XY. I geni sul cromosoma X hanno un'eredità particolare: il maschio, avendo una sola X, esprime sempre l'allele che possiede, anche se recessivo.
Per questo daltonismo ed emofilia colpiscono soprattutto i maschi, e le femmine sono più spesso portatrici sane. Un padre affetto non trasmette mai il carattere ai figli maschi (a cui dà la Y), ma tutte le sue figlie saranno portatrici.
| Livello | Tipo | Effetto |
|---|---|---|
| Genica | Silente | Cambia il codone ma non l'amminoacido (grazie alla degenerazione) |
| Missenso | Cambia l'amminoacido | |
| Nonsenso | Introduce uno stop precoce, proteina tronca | |
| Frameshift | Inserzione o delezione non multipla di 3: sposta la lettura, effetto devastante | |
| Cromosomica | Delezione, duplicazione, inversione, traslocazione | Cambia la struttura del cromosoma |
| Genomica | Aneuploidie | Numero anomalo di cromosomi (trisomia 21, XXY, X0) |
Le aneuploidie nascono da una non disgiunzione in meiosi: i cromosomi omologhi o i cromatidi non si separano correttamente.
È la distinzione che decide tutto, ed è una questione di chimica del segnale.
| Recettori di membrana | Recettori intracellulari | |
|---|---|---|
| Tipo di segnale | Idrofilo, non attraversa la membrana | Idrofobo o piccolo: attraversa la membrana |
| Esempi | Peptidi, neurotrasmettitori, insulina | Ormoni steroidei, tiroidei, ossido nitrico |
| Risposta | Rapida, tramite cascate | Lenta, agisce sulla trascrizione |
I principali sono cAMP, Ca²⁺, IP₃ e DAG. Il loro compito è portare il messaggio dentro la cellula e, soprattutto, amplificarlo.
Il concetto chiave dell'unità è proprio questo: un singolo ormone legato a un solo recettore attiva molte proteine G, ciascuna produce molte molecole di cAMP, ciascuna attiva enzimi che ne attivano altri. Una manciata di molecole di segnale produce una risposta massiccia. È un amplificatore a cascata, e l'esame lo chiede in questa forma.
Due grandi fasi: interfase (G1, S, G2) e fase M (mitosi e citodieresi).
Il ciclo è regolato da cicline e chinasi ciclina-dipendenti (CDK): le cicline variano ciclicamente e attivano le CDK, che a loro volta fosforilano i bersagli giusti al momento giusto.
Ai checkpoint (G1/S, G2/M e nella metafase) la cellula verifica di poter procedere. Se il DNA è danneggiato, il ciclo si ferma e si attiva la riparazione, oppure l'apoptosi.
| Mitosi | Meiosi | |
|---|---|---|
| Divisioni | Una | Due |
| Cellule figlie | 2 | 4 |
| Corredo | Diploide (2n) | Aploide (n) |
| Identiche alla madre | Sì | No |
| Crossing over | No | Sì (profase I) |
| Appaiamento degli omologhi | No | Sì (profase I) |
| Dove | Cellule somatiche | Cellule germinali |
| Scopo | Crescita e riparazione | Gameti e variabilità |
Nella meiosi la variabilità nasce da due meccanismi distinti, e l'esame chiede spesso di distinguerli: il crossing over in profase I, che rimescola i pezzi tra cromosomi omologhi, e l'assortimento indipendente in metafase I, che determina quale omologo di ciascuna coppia finisce in quale polo.
Nota anche la differenza chiave: in anafase I si separano i cromosomi omologhi, in anafase II (e in anafase mitotica) i cromatidi fratelli.
| Apoptosi | Necrosi | |
|---|---|---|
| Natura | Programmata, fisiologica | Accidentale, patologica |
| Energia | Richiede ATP | No |
| Membrana | Resta integra, si formano corpi apoptotici | Si rompe, il contenuto esce |
| Infiammazione | Assente | Presente |
| Estensione | Cellule singole | Gruppi di cellule |
L'apoptosi è eseguita dalle caspasi ed è indispensabile allo sviluppo: è così che si separano le dita nell'embrione e che si eliminano i linfociti autoreattivi.
Il cancro non nasce da una mutazione sola: serve l'accumulo di più alterazioni nella stessa linea cellulare.
Attenzione: nel 2026 questa unità è scesa da 0,75 a 0,5 CFU, perché legami chimici e gruppi funzionali sono passati sotto Chimica per evitare doppioni. Non spenderci il tempo che le davano i materiali dell'anno scorso.
È polare, e da questa unica proprietà discende tutto: forma legami idrogeno, è un solvente universale per le sostanze polari, ha coesione e tensione superficiale elevate, ha un calore specifico alto che stabilizza la temperatura corporea, e il ghiaccio galleggia perché è meno denso dell'acqua liquida.
| Classe | Monomero | Funzione principale |
|---|---|---|
| Carboidrati | Monosaccaridi | Energia immediata (glucosio), riserva (glicogeno, amido), struttura (cellulosa) |
| Lipidi | Non polimeri veri | Riserva energetica, membrane (fosfolipidi), ormoni (steroidi) |
| Proteine | Amminoacidi (20) | Enzimi, trasporto, struttura, difesa, movimento |
| Acidi nucleici | Nucleotidi | Informazione |
Le proteine hanno quattro livelli di struttura: primaria (sequenza di amminoacidi), secondaria (alfa elica e foglietto beta, tenute da legami idrogeno), terziaria (ripiegamento tridimensionale complessivo), quaternaria (più catene assemblate, come nell'emoglobina).
La denaturazione per calore o pH estremo distrugge le strutture superiori ma non la primaria: i legami peptidici restano.
Sono catalizzatori biologici. Il punto che l'esame verifica sempre: abbassano l'energia di attivazione, quindi accelerano la reazione, ma non spostano l'equilibrio e non rendono possibile una reazione che non lo sarebbe. E non si consumano.
Sono specifici per il substrato, che si lega al sito attivo secondo il modello dell'adattamento indotto. Dipendono da temperatura e pH: hanno un optimum, oltre il quale denaturano.
Cofattori (ioni) e coenzimi (molecole organiche, spesso derivate da vitamine) sono aiutanti necessari a molti enzimi.
Adenosina più tre gruppi fosfato. L'energia sta nei legami tra i fosfati: idrolizzando ATP in ADP + Pi se ne libera. È la moneta energetica della cellula, spesa e rigenerata in continuazione.
| DNA | RNA | |
|---|---|---|
| Zucchero | Desossiribosio | Ribosio |
| Basi | A, T, C, G | A, U, C, G |
| Filamenti | Due, a doppia elica | Uno |
| Stabilità | Alta | Bassa |
L'appaiamento è sempre lo stesso: A con T (due legami idrogeno) e C con G (tre legami idrogeno). Da qui la regola pratica: un DNA ricco di C e G è più stabile e fonde a temperatura più alta.
I due filamenti sono antiparalleli e complementari: conoscendo una sequenza si ricava sempre l'altra.
I tipi di RNA: mRNA porta il messaggio, tRNA trasporta gli amminoacidi, rRNA costituisce i ribosomi, più vari RNA regolatori.
Il DNA si avvolge attorno a ottameri di istoni formando i nucleosomi, che assomigliano a perle su un filo. I nucleosomi si compattano progressivamente fino al cromosoma metafasico, la forma più condensata in assoluto.
Il cariotipo è l'insieme ordinato dei cromosomi: nell'uomo 46, cioè 23 coppie, di cui 22 di autosomi e una di cromosomi sessuali.
Tutte le cellule di un organismo hanno lo stesso DNA: quello che le rende diverse è quali geni accendono.
Nei procarioti il modello è l'operone: geni contigui regolati insieme da un promotore e un operatore, come l'operone lac.
Negli eucarioti la regolazione è multilivello: accessibilità della cromatina, fattori di trascrizione, splicing alternativo, stabilità dell'mRNA, modifiche dopo la traduzione.
Sono modifiche ereditabili dell'espressione genica che non cambiano la sequenza del DNA. Questa frase è la definizione che l'esame chiede.
La Biologia del semestre filtro non chiede quasi mai una definizione isolata: chiede di distinguere due cose simili. Se hai in testa queste otto coppie, hai coperto la maggior parte delle domande.
Materiale didattico di preparazione autonoma, redatto sul Syllabus di Biologia pubblicato dal MUR il 19 giugno 2026 per il semestre aperto a.a. 2026/2027. Non è un corso abilitante, non è collegato né autorizzato dal Ministero dell'Università e della Ricerca e non sostituisce la frequenza degli insegnamenti universitari. Le stime sul numero di domande per unità sono proiezioni dei pesi in CFU, non dati ministeriali. Programmi, date e modalità d'esame sono fissati dai decreti vigenti: verificare sempre le fonti ufficiali su mur.gov.it e Universitaly.