LA CELLULA

DEFINIZIONE: Unità morfologica e fisiologica fondamentale degli organismi viventi, sia animali che vegetali, di cui possiede tutte le caratteristiche.

CARATTERISTICA FONDAMENTALE DELLE CELLULE

 Le cellule sono

entità viventi

, ovvero sono le più piccole unità dotate di vita autonoma.

Infatti possono essere isolate da un organismo e poste in coltura dove cresceranno e si riprodurranno:

cellule in vitro : in coltura, al di fuori dell’organismo

Caratteristiche dei viventi

 Capacità di accrescersi e svilupparsi  Capacità di riprodursi  Capacità di trasformare energia  Possesso di informazione genetica  Capacità di rispondere agli stimoli  Capacità di autoregolazione  Capacità di evolversi

ORGANIZZAZIONE CELLULARE

ORGANISMI UNICELLULARI

: formati da una sola cellula che svolge tutte le funzioni es. amebe

ORGANISMI PLURICELLULARI

funzioni.

: formati da più cellule specializzate nello svolgere diverse es. uomo

DUE

CLASSI DI CELLULE

-

PROCARIOTI

: batteri -

EUCARIOTI:

protisti, funghi, piante, animali

Classificazione basata sulla diversa struttura nucleare

-

PRO – CARION

: regione non delimitata da membrana, detta NUCLEOIDE -

EU-CARION

: nucleo delimitato da membrana

LA CELLULA PROCARIOTE: CARATTERISTICHE

  

DNA

costituita da un singolo cromosoma nudo e circolare, contenente tutto il patrimonio genetico. Esso si localizza in una regione nucleare non separata dal citoplasma, detta

NUCLEOIDE .

Citoplasma privo di strutture membranose ( fanno eccezione le complesse membrane fotosintetiche dei cianobatteri) Sistema di comunicazione intracellulare mediante

DIFFUSIONE

      Non presenta tubuli e filamenti del citoscheletro Hanno ribosomi per la sintesi proteica Possono essere dotati di parete cellulare avvolge la membrana cellulare . es. batteri che Divisione cellulare prevede la duplicazione del genoma e la divisione delle 2 cellule mediante interposizione di una membrana cellulare.

La maggior parte non ha riproduzione sessuata Locomozione molto semplice: flagello(semplice filamento proteico) che protrude dalla cellula.

CLASSIFICAZIONE DEI PROCARIOTI



Archaea o Archebatteri

: -

metanogeni - alofili - acidofili - termofili



Bacteria o Eubatteri

-

micoplasmi - cianobatteri

LA CELLULA

EUCARIOTE

- Più complessa e più grande di quella procariote.

-

Nucleo

circondato da una doppia membrana -

Organelli citoplasmatici

STRUTTURE CELLULARI

          Membrana plasmatica Nucleo Ribosomi Reticolo endoplasmatico (liscio/rugoso) Apparato di Golgi Lisosomi Mitocondri Citoscheletro Perossisomi Centrioli

MEMBRANA CELLULARE

-

Contenitore della cellula, è un involucro oleoso, sottile e trasparente. Svolge diverse funzioni: Compartimentazione Barriera con permeabilità selettiva Trasporto di soluti Trasduzione del segnale Presiedere ad interazioni intercellulari

   COMPARTIMENTAZIONE : racchiude tutto il contenuto della cellula e la divide internamente.

BARRIERA CON PERMEABILITA’ SELETTIVA all’altro, ma allo stesso tempo fornisce un mezzo di comunicazione tra i compartimenti.

: impedisce il libero scambio di molecole da un versante TRASPORTO DI SOLUTI : presenta dei congegni per il trasporto fisico di sostanze da un versante ad un altro. Questo permette di accumulare sostanze come zuccheri e amminoacidi all’interno della cellula. Un meccanismo analogo permette di dividere gli ioni e di creare un gradiente ionico tra interno ed esterno(fondamentale per cellule nervose e muscolari).

 TRASDUZIONE DEL SEGNALE : risposta di una cellula a stimoli esterni.

Recettori

presenti sulla membrana si combinano con molecole dette risposta che varia a seconda del ligando e della cellula in esame (divisione cellulare, produzione di glicogeno, apoptosi).

ligandi

. Questo legame innesca una  PRESIEDERE A INTERAZIONI INTERCELLULARI : funge da mediatore tra cellule adiacenti di uno stesso organismo. Serve quindi per il riconoscimento tra cellule, per l’eventuale adesione e lo scambio di materiali ed informazioni.

COMPOSIZIONE DELLA MEMBRANA PLASMATICA

 LIPIDI - Fosfolipidi (principali, sono molecole anfipatiche, con

testa idrofilica e coda idrofobica)

- Glicolipidi PROTEINE

CARATTERISTICHE DELLA MEMBRANA PLASMATICA



DOPPIO STRATO FOSFOLIPIDICO

- teste idrofiliche all’esterno - le code idrofobiche all’interno :

MOSAICO FLUIDO

strato.

: le molecole lipidiche si spostano e si scambiano di posto con altre molecole nell’ambito del doppio

Gli spostamenti avvengono più frequentemente nell’ ambito dello stesso monostrato, mentre difficilmente si spostano nell’altro ( fanno più lenti e il doppio strato diventa meno fluido. flip flop ).Essi sono incrementati dalla temperatura: se la temperatura si abbassa i movimenti si

-



FLUIDITA’ DI MEMBRANA:

composizione fosfolipidica

( più le code sono

stipate, meno fluido sarà il doppio strato). Per valutare quanto stipate saranno le code, bisogna vedere :

 

lunghezza

(più sono corte, più è fluido)

insaturazione

(più è insatura la coda, meno saranno stipate, più sarà fluido).

N. B.

Le cellule animali hanno il colesterolo che si interpone negli spazi che si creano per i gomiti delle code insature (concorre a diminuire la fluidità delle membrane cellulari animali).

temperatura



ASIMMETRIA:

i due monostrati risultano completamente diversi tra loro, perché hanno strutture specializzate in funzioni differenti. L’asimmetria si acquisisce fin dalla sintesi che avviene quasi interamente nel RE (reticolo endoplasmatico).

ES. glicolipidi solo sulla faccia non citosolica (esterna).



PERMEABILITA’ SELETTIVA:

- molecole piccole apolari ( O 2 , CO 2 ) - molecole polari prive di carica e piccole ( H 2 O, etanolo) - impermeabile a ioni e molecole cariche di qualunque dimensione.

Tutte le molecole polari o troppo grandi superano la membrana plasmatica mediante la proteine di trasporto.

PROTEINE DI MEMBRANA

 Svolgono molte delle funzioni delle membrane  50% della massa delle membrane, ma molto più grandi dei lipidi, quindi meno numerose.

 Diverse in base al tipo di membrana cellulare.

3 TIPI DI PROTEINE DI MEMBRANA



Proteine Transmembrana

: si estendono attraverso tutto il doppio strato fosfolipidico, sporgendo da entrambi i lati (

p. integrali

) 

Proteine legate ai lipidi

(

p. integrali

) 

Proteine legate ad altre proteine

(

p. periferiche

)

FUNZIONI

 VETTORI : fanno passare sostanze nutritive, metaboliti, ioni  CONNETTORI : ancorano la membrana alle macromolecole  RECETTORI : rilevano segnali chimici dall’ambiente esterno e li trasmettono alla cellula  ENZIMI : catalizzano le reazioni chimiche

CORTEX

La membrana plasmatica è rinforzata da un’ impalcatura proteica , detta

cortex

, attaccata per mezzo di proteine transmembrana.

Ha la funzione di mantenere la forma della cellula.

es. Spectrina o spettrina per l’eritrocita umano

GLICOCALICE

È uno strato polisaccaridico che aiuta a proteggere la superficie cellulare dal danneggiamento per cause meccaniche e chimiche.

Es.

-

Rende più scivolosa la superficie della cellula: Leucociti si possono muovere più facilmente Eritrociti non aderiscono tra loro e ai vasi.

Monostrato non citosolico (esterno) del doppio strato fosfolipidico è rivestito da carboidrati legati a:  Lipidi :

glicolipidi

 Proteine - oligosaccaridi :

glicoproteine

- lunghe catena polisaccaridiche:

proteoglicani

 I carboidrati servono anche per il riconoscimento e l’ adesione cellulare . Gli zuccheri infatti si combinano in differenti modi per distinguere tra loro cellule con diverse funzioni e permetterne il riconoscimento.

Es. riconoscimento ovocita - spermatozoo sono coinvolti oligosaccaridi specifici del glicocalice.

NUCLEO

 Contiene tutte le informazioni genetiche, racchiuse nei

CROMOSOMI

costituite da DNA) (strutture  Doppio strato fosfolipidico detto

INVOLUCRO NUCLEARE

, costituito da: membrana nucleare esterna, in continuità con il RER - membrana nucleare interna

 Presenta i

PORI

(canali attraverso i quali passano le molecole idrosolubili, mRNA, proteine, enzimi)   N. di cromosomi caratteristico per ogni specie. Presenta 1 o più

NUCLEOLI

vengono sintetizzati gli RNA ribosomiali e vengono assemblati i ribosomi.

, strutture in cui

CITOPLASMA

 Porzione interna alla cellula, non occupata da nucleo.

 Comprende

organuli

e

citosol

(sostanza semifluida in cui sono immersi gli organuli).

MITOCONDRI

   Dimensioni di una cellula batterica Circondato da 2 membrane: - membrana mitocondriale esterna

spazio intermembrana

- membrana mitocondriale interna

matrice mitocondriale interna

Vi avvengono molte reazioni del processo di

respirazione cellulare

(processo che porta alla produzione di energia e alla conversione di questa nella forma utilizzabile dalla cellula: ATP)

 Membrana mitocondriale interna forma profonde pieghe, dette

CRESTE,

sulle quali si trovano gli intermedi per il trasporto di elettroni.

 N. e posizione in base alle necessità della cellula

es. nello spermatozoo 1 mitocondrio attorno all’assonema(I porzione del flagello), lì dove è più necessaria la produzione di energia.

Contengono l’ mtDNA, ovvero

DNA MITOCONDRIALE

RETICOLO ENDOPLASMATICO

  È una rete di membrane Sacche appiattite o tra loro. Lo spazio racchiuso tra le membrane è detto

lume

.

CISTERNE

, interconnesse  Si differenzia in: - reticolo endoplasmatico liscio (

REL

) - reticolo endoplasmatico rugoso (

RER

)



REL

: Sintesi di lipidi e steroidi (colesterolo e ormoni steroidei).

 Inattivazione e detossificazione di composti dannosi per la cellula.

RER:

 Ricoperto da ribosomi (sintetizzano proteine) sul lato rivolto verso il citosol.

APPARATO DEL GOLGI

 È una stazione di maturazione   Collegato al REL per posizione e funzione.

Cisterne appiattite e impilate.  Maturazione e strutturazione delle proteine di secrezione  Sintesi di polisaccaridi complessi.

 Vescicole che gemmano dal RE si fondono con la membrana di Golgi e rilasciano i loro contenuti che vengono modificati e maturano. Si formano nuove vescicole contenenti i nuovi prodotti. Queste gemmano e si dirigono verso altri compartimenti.

Es. glicoproteine: glicosilazione (aggiunta di zuccheri) inizia nel RER e termina nel Golgi)

LISOSOMI

 Organuli circondati da una sola membrana.

 Sede di immagazzinamento di

idrolasi

(enzimi che digeriscono proteine, carboidrati, grassi), che digeriscono molecole provenienti da sostanze nutritive e costituenti cellulari non più necessari.

FORMAZIONE DI UN LISOSOMA



Enzimi lisosomiali

sintetizzati nel RER  Nel Golgi vengono marcati con mannosio 6-P  Entrano nelle vescicole e si forma

l’endosoma tardivo.

 Endosoma tardivo si fonde con una vescicola contenente materiale da digerire.

 Si forma il vengono disperse nel citosol e riciclate dalla cellula.

lisosoma

che degrada le molecole che

PEROSSISOMI

 Presentano una membrana.



Decomposizione di H 2 O 2

, tossico per le cellule, in H 2 O e O 2 ad opera dell’enzima

catalasi

.

 Presente in cellule del fegato e del rene.



Detossificazione

da metanolo, etanolo, formaldeide 

Degradazione ossidativa

degli acidi grassi

RIBOSOMI

 Organulo non circondato da membrana.

 Sede della

sintesi proteica

.

 Presente sia in procarioti che in eucarioti.

 Costituito da 2 subunità

CITOSCHELETRO

   Struttura intricata e tridimensionale costituita da filamenti e tubuli interconnessi tra loro, presente nel citosol.

Mantiene la

forma

della cellula Serve per il

movimento

e la

divisione cellulare

  Mantiene l’organizzazione interna degli organelli Filamenti presenti sono:

microtubuli

,

filamenti intermedi

,

filamenti di actina

.

CENTRIOLI

      Responsabili della produzione dei microtubuli del fuso mitotico ( divisione cellulare) Contengono

9 fibrille

, collegate tra loro.

Ogni fibrilla è costituita da

3 microtubuli

, detti tubulo A, tubulo B e tubulo C.

Solo il tubulo A è completo ed è collegato al centro del centriolo mediante un braccio radiale. I centrioli, quasi sempre in coppia, sono disposti tra loro ad angolo retto.

Attorno ai centrioli si dispone il

materiale amorfo pericentriolare ( PCM )

  2 centrioli + PCM =

CENTROSOMA

È il principale centro di organizzazione dei microtubuli nella cellula.  Fondamentale durante il processo di divisione cellulare

FINE