Biologia

Prefazione

XXVII

ti, che comporta la cattura dell’energia e la sua conversione in

forme utilizzabili, rappresenta un argomento fondamentale di

Biologia

. Il Capitolo 7 esamina come le cellule catturano, tra-

sferiscono, immagazzinano e utilizzano l’energia. I Capitoli 8

e 9 discutono gli adattamenti metabolici con i quali gli organi-

smi ottengono e utilizzano l’energia con la respirazione cellu-

lare e la fotosintesi.

Parte ) La continuità della vita: la genetica

Gli otto capitoli che costituiscono la Parte 3 sono stati aggior-

nati e ampliati. Questa parte inizia con una presentazione del-

la mitosi e della meiosi nel Capitolo 10. Il Capitolo 11 tratta la

genetica mendeliana e i relativi modelli di ereditarietà. Quindi

l’attenzione viene rivolta alla struttura e alla replicazione del

DNA nel Capitolo 12. Il Capitolo 13 presenta una discussio-

ne sulla sintesi dell’RNA e delle proteine e include nuove in-

formazioni su come la piccola percentuale di DNA che codifi-

ca per polipeptidi sia correlata alla percentuale molto maggio-

re del genoma che viene espressa. Sono state introdotte nuo-

ve informazioni derivanti dal progetto ENCODE, che stabi-

lisce che la gran parte del genoma codifica per diverse classi

di RNA non codificanti proteine, inclusi microRNA e lunghi

RNA non codificanti. Le funzioni regolative di nuova scoperta

di tali RNA sono investigate più a fondo nel Capitolo 14, che

comprende anche nuove informazioni su promotori, enhan-

cer e silencer eucariotici, oltre che sull’eredità epigenetica. Il

Capitolo 15 è dedicato alla tecnologia del DNA e alla genomi-

ca; esso include una discussione ampliata sul sequenziamen-

to rapido del DNA e sull’importanza dei database genici co-

me strumenti utili per la comprensione della regolazione geni-

ca, delle funzioni geniche e dell’evoluzione molecolare. Que-

sti capitoli forniscono le informazioni necessarie per affronta-

re la genetica umana e l’analisi del genoma umano nel Capi-

tolo 16, che include nuovi paragrafi sull’imprinting genomico

e sugli studi di associazione genomica su larga scala. Nel Ca-

pitolo 17 viene introdotto il ruolo dei geni nello sviluppo, en-

fatizzando gli studi su specifici organismi modello che han-

no permesso progressi spettacolari in questo campo; i cambia-

menti in questo capitolo includono nuovo materiale sulle cel-

lule staminali pluripotenti indotte e una visione a tutto tondo

del cancro e della sua correlazione con la segnalazione cellu-

lare che è stata sviluppata attraverso l’applicazione degli studi

di associazione genomica su larga scala e del sequenziamento

di interi genomi.

Parte 6 La continuità della vita: l’evoluzione

Benché l’evoluzione, rappresentando una pietra miliare della

biologia, sia il filo conduttore in tutto il libro, la Parte 4 esami-

na a fondo i concetti evolutivi. Viene presentata la storia della

scoperta della teoria dell’evoluzione, i meccanismi con i quali

avviene e i metodi per studiarla e verificarla. Il Capitolo 18 in-

troduce l’evoluzione darwiniana e presenta le prove scientifi-

che che la supportano. Nel Capitolo 19 l’evoluzione è esamina-

ta a livello di popolazione. Nel Capitolo 20 viene descritta l’e-

voluzione di nuove specie e sono discussi gli aspetti della ma-

croevoluzione. Il Capitolo 21 riassume la storia evolutiva della

COSA C’È DI NUOVO: UNA

VISIONE D’INSIEME DI

BIOLOGIA

Cinque temi principali si intrecciano in tutto il libro: l’evolu-

zione della vita, la trasmissione dell’informazione biologica, il

flusso di energia attraverso i sistemi viventi, le interazioni tra i

sistemi biologici e l’interrelazione tra struttura e funzione. In-

troducendo i concetti della biologia moderna spieghiamo co-

me questi temi sono connessi e come la vita dipenda da essi.

I docenti presentano gli argomenti principali di un corso

di biologia di base in modi e ordini diversi. Per questa ragio-

ne, abbiamo attentamente organizzato le otto parti del libro in

modo tale che essi non debbano dipendere dall’ordine delle

parti e dei capitoli. Una tale organizzazione flessibile fa sì che

le otto parti e i corrispondenti 57 capitoli possano essere pre-

sentati in qualsiasi ordine senza perdere le loro caratteristiche

pedagogiche. Il Capitolo 1, che presenta allo studente i princi-

pi fondamentali della biologia, fornisce un adeguato punto di

partenza per successive discussioni, sia che l’insegnante prefe-

risca partire da una visione d’insieme e procedere verso il par-

ticolare, sia viceversa.

In questa edizione, come nelle precedenti, abbiamo cer-

cato di presentare in modo accurato e aggiornato ogni argo-

mento, oltre ad arricchire l’iconografia con numerose nuove

figure. Le seguenti brevi presentazioni delle otto parti del li-

bro forniscono una visione generale dei cambiamenti intro-

dotti in questa edizione.

Parte C L’organizzazione della vita

I sei capitoli che costituiscono la Parte 1 tendono a fornire agli

studenti i principi di base della biologia e i concetti della chi-

mica e della biologia cellulare che rappresentano i fondamen-

ti su cui si basa la restante parte del libro. Il Capitolo 1 par-

te con una discussione sulle promesse e le sfide della ricerca

sulle cellule staminali e in seguito introduce i principali temi

del libro: evoluzione, trasmissione dell’informazione, trasfe-

rimento dell’energia, interazioni nei sistemi biologici e inter-

relazione tra struttura e funzione. Il Capitolo 1 esamina quin-

di vari concetti biologici fondamentali e la natura del proce-

dimento scientifico, includendo una discussione sulla biologia

dei sistemi. I Capitoli 2 e 3 riguardano il livello di organizza-

zione molecolare e pongono le basi di chimica necessarie per la

comprensione dei processi biologici. I Capitoli 4, 5 e 6 si con-

centrano sul livello di organizzazione cellulare, includendo la

struttura e la funzione delle cellule, le membrane cellulari e la

segnalazione cellulare. Questi capitoli sono stati revisionati in

modo da porre maggiore enfasi sulla natura interdisciplinare

della ricerca cellulare e ampliare la trattazione del trasporto tra

nucleo e citoplasma e del percorso delle proteine attraverso il

sistema di endomembrane.

Parte D Il flusso di energia attraverso gli

organismi viventi

Poiché tutte le cellule viventi richiedono energia per i loro pro-

cessi vitali, il flusso di energia attraverso gli organismi viven-