Transcript procarioti_eucarioti_e_modelli_di_studio

Organizzazione cellulare
• Viventi: stesso codice genetico e
strategie energetiche simili
• Evoluzione da progenitore comune
• Albero filogenetico: relazioni genealogiche
• Organismi sono correlati: (morfologia, chimica e confronto
sequenze geniche)
• I viventi sono suddivisi in 3
DOMINI
•Confronto di sequenze di rRNA
6 regni: Eubacteria, Archeobacteria,
Protista, Fungi, Plantae, Animalia
Come comparve la vita?
Si pensa…..
• sintesi abiotica di molecole organiche
(amminoacidi, nucleotidi)
• Unione dei monomeri=polimeri
• Comparsa di molecole autoreplicanti
• Impacchettamento di queste molecole in
“protobionti” circondati da membrana
Esperimento di Miller- Urey 1953
Atmosfera priva di
ossigeno
Sintesi di composti
organici e alcuni
amminoacidi
Primo materiale genetico:RNA
In laboratorio sintesi abiotica di brevi polimeri di RNA che possono
replicarsi
Anni ’80 T. Cech: RNA importante catalizzatore.
Evoluzione metabolismo
• Glicolisi
• Fotosintesi
• Metabolismo ossidativo
LA CELLULA
UNITA’ BIOLOGICA DEL MONDO
VIVENTE
• Microscopio: tutti gli esseri viventi sono formati da
cellule
• 1600 inventato primo microscopio
• Antoni van Leeuwenhoek scoprì protozoi
(1674), spermatozoi e batteri
• Robert Hook, dette il nome “cellule”
• Matthias Schleiden, 1838 c. vegetale
• Theodor Schwann, 1839 c. animale
• Rudolph Virchow: 1855 le cellule derivano da
cellule preesistenti
CELLULA PROCARIOTICA:
priva di nucleo
CELLULA EUCARIOTICA:
cellule provviste di nucleo e
divise in compartimenti
CELLULA PROCARIOTICA
• DNA circolare
• Non hanno nucleo
• PLASMIDI, piccole molecole di DNA circolare
• Parete cellulare (peptidoglicano) localizzata all’esterno della
membrana
• Spesso altra membrana esterna e CAPSULA polisaccaridica
(protezione, impedisce disidratazione, patogenicità ecc )
Parete batterica
Organizzazione diversa della parete nei
• Gram positivi
• Gram negativi
COLORAZIONE DI GRAM
Batterio Gram positivo
Micrococcus luteus
Batterio Gram negativo
Escherichia coli
RIBOSOMI 70S
rRNA+proteine
Sintesi proteica: traduzione
• Cellule procariotiche sono prive di organelli
circondati da membrana: assenza di
compartimenti
• Flagello: diverso da eucarioti, proteina
flagellina. Ruota per l’attività di un
“motore” proteico
• Pili: filamenti proteici cavi, contatto tra
batteri, adesione cellula ospite
Riproduzione:
Scissione binaria
ARCHEI
Vivono a pH e temperature inospitali
Sono più vicini agli eucarioti che ai “tradizionali”
batteri
No peptidoglicano
Membrane con lipidi insoliti
RNA e proteine ribosomiali più simili a eucarioti
Eubatteri
• Micoplasmi: i più piccoli, privi di parete
• Esistono anche batteri fotosintetici,
Cyanobatteri o alghe blu-verdi
• Alcuni decompongono organismi morti
• Fissano l’azoto
• Possono provocare malattie negli animali e
vegetali
CELLULA EUCARIOTICA
• NUCLEO al cui interno è racchiuso il materiale genetico
• Citoplasma: matrice semifluida con immersi organelli
• Ribosomi 80S: le subunità
ribosomiali vengono assemblate nel
nucleolo
• Compartimenti delimitati da membrane
• Trasformazioni energetiche operate da organelli
citoplasmatici: mitocondri e cloroplasti
MITOCONDRI
RER
APPARATO DI GOLGI
Citoscheletro: forma e movimento
si trova all’interno di tutte le cellule
eucariotiche
• MITOSI:
Divisione cellulare
Differenze procarioti eucarioti
Caratteristiche
Procarioti
Eucarioti
Dimensioni medie
0,2-10 μm
5-100 μm
Compartimenti
Assenti
Presenti
Citoscheletro
Assente *
Presente
Apparato mitosi
Assente
Presente
Genoma
DNA circolare, no istoni
DNA lineare
Nutrizione
Trasporto, fotosintesi,
fissazione N
Trasporto, endo e
fagocitosi, fotosintesi
* Due proteine correlate ad actina e tubulina
I virus
• I virus non sono costituiti da cellule e sono incapaci di
crescita autonoma
• Per moltiplicarsi esigono la presenza di cellule viventi
(ospiti specifici)
• Privi di attività metabolica
• Hanno DNA o RNA circondato da un rivestimento
proteico (CAPSIDE)
Ciclo dei virus
• Contatto con cellula
• Acido nucleico dentro la cellula
• Replicazione e sintesi delle
componenti virali
• Assemblaggio dei virus
• Rilascio
Alcuni si INTEGRANO nel DNA
della cellula!!
Esempi virus
• RNA
Virus rosolia
Virus morbillo
Virus influenza
Virus HIV
• DNA
Virus epatite B
Virus Herpes simplex
Papillomavirus
umano
• Retrovirus: virus a RNA che sintetizzano
mediante la trascrittasi inversa un intermedio a
DNA che si integra nel genoma della cellula
ospite
HIV virus
• Modelli semplici per lo studio delle
funzioni cellulari
• I batteriofagi: studio della genetica batterica
• I virus animali: nella terapia genica per
introdurre geni esogeni nella cellula
Da dove vengono i virus?
• Forse frammenti di acido nucleico “fuggiti”
da organismo cellulare (specie-specifici)
• Oppure evoluti molto precocemente prima
della divergenza dei 3 Domini (Mimivirus,
virus con DNA e RNA)