La scoperta delle cellule

Nella seconda metà del 1600 Anton Van Leeuwenhoek con

un rudimentale microscopio osserva in alcune gocce

d’acqua gli «animalculi». Descrive anche gli spermatozoi e i

globuli rossi del sangue.

Robert Hooke nel 1665 conia il termine cellula per

descrivere i piccoli scomparti osservati al microscopio in una

fettina di sughero.

Theodor Schwann scopre le cellule nei tessuti animali.

La teoria cellulare

Nel 1839 Matthias Schleiden e Theodor Schwann ipotizzano

che tutti gli organismi fossero formati da cellule e che tutte

le cellule fossero vive.

Nel 1858 Rudolf Virchow afferma che «tutte le cellule

derivano da cellule».

Da queste intuizioni deriva la Teoria cellulare della vita:

Osservare le cellule

oppure ancora più in

dettaglio con un

microscopio elettronico.

Le cellule si possono

osservare bene con un

microscopio ottico

Caratteristiche di tutte le cellule

• Membrana plasmatica

• Citoplasma

• Materiale genetico

Procarioti ed eucarioti

Le cellule procariotiche caratterizzano batteri

e archei.

Le cellule eucariotiche si trovano in protisti, funghi,

piante e animali.

Nelle cellule eucariotiche sono presenti

compartimenti interni delimitati da membrane

chiamati organuli, ognuno dei quali svolge

una funzione specifica.

Come sono fatte le cellule procariote

Le cellule procariotiche hanno sempre quattro strutture:

membrana plasmatica, citoplasma, nucleoide con una

molecola di DNA circolare, ribosomi.

Spesso sono presenti anche parete, capsula, pili e flagelli.

Le cellule eucariotiche sono

suddivise in compartimenti

Le cellule eucariotiche contengono nucleo

(circondato dalla membrana nucleare), mitocondri,

reticolo endoplasmatico liscio e ruvido e l’apparato

di Golgi.

Le cellule animali hanno lisosomi, centrioli e

flagelli; quelle vegetali invece hanno anche parete

cellulare, cloroplasti e vacuolo centrale.

Le cellule eucariotiche sono

suddivise in compartimenti

Le cellule eucariotiche sono

suddivise in compartimenti

Le cellule ricavano energia

e nutrienti dall’ambiente Gli eterotrofi si nutrono delle sostanze prodotte da

altri organismi. Gli autotrofi fotosintetici sfruttano

l’energia solare, l’acqua e il diossido di carbonio per

produrre zuccheri e altri nutrienti; quelli

chemiosintetici la ricavano da particolari reazioni

inorganiche.

La m

em

bra

na p

lasm

atica

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La diffusione semplice...

Le membrane cellulari si lasciano attraversare dalle

sostanze: il trasporto attraverso la membrana può

essere passivo, se non richiede l’impiego di

energia, oppure attivo, con consumo di energia

cellulare.

Le molecole più piccole, come l’acqua, e quelle

solubili nei lipidi attraversano facilmente la

membrana (selettivamente permeabile) per

diffusione semplice, ossia il processo per cui le

particelle tendono a distribuirsi secondo il proprio

gradiente di concentrazione.

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...e facilitata

Altre molecole (zuccheri, amminoacidi, sali minerali)

possono entrare nella cellula grazie alle proteine di

membrana. Questo processo è chiamato diffusione

facilitata.

Il trasporto attivo

Quando una sostanza si sposta contro il suo

gradiente di concentrazione, il trasporto richiede

un consumo di energia.

Endocitosi ed esocitosi

Le molecole di grandi

dimensioni (come

proteine e

polisaccaridi)

possono attraversare

la membrana

plasmatica in entrata

e in uscita grazie

all’endocitosi

(fagocitosi,

pinocitosi) oppure

grazie all’esocitosi.

Endocitosi

Esocitosi

Nucleo, nucleolo e ribosomi

Il nucleo contiene il DNA, sotto

forma di cromatina o

cromosomi.

Il DNA dirige e controlla la

sintesi delle proteine e si duplica

quando avviene la divisione

cellulare.

Nel nucleolo vengono costruite

le subunità dei ribosomi che

sono i siti della sintesi proteica

nel citoplasma.

Il reticolo endoplasmatico può essere

ruvido o liscio

La funzione principale del reticolo endoplasmatico ruvido

(RER) è di sintetizzare, immagazzinare e modificare le

proteine distribuite poi ad altre parti del corpo.

Il reticolo endoplasmatico può essere

ruvido o liscio

Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) sintetizza lipidi,

immagazzina ioni calcio e degrada sostanze tossiche come

l’alcol, i farmaci e le droghe.

L’apparato di Golgi modifica e

organizza molecole complesse

L’apparato di Golgi

riceve, per mezzo di

vescicole, le molecole

sintetizzate nel reticolo

endoplasmatico, le

modifica e racchiude in

vescicole quelle destinate

all’utilizzo in altre parti

della cellula.

I vacuoli hanno varie funzioni

I vacuoli svolgono

diverse funzioni:

immagazzinamento di

nutrienti, eliminazione

delle scorie, deterrente

per erbivori e insetti,

riproduzione sessuale e

sostegno meccanico.

I lisosomi e i perossisomi

I lisosomi sono vescicole

che si formano

dall’apparato di Golgi;

contengono enzimi

digestivi che consentono

alla cellula di idrolizzare

macromolecole da

eliminare o batteri da

distruggere.

I perossisomi

demoliscono sostanze

nocive per la cellula,

come il perossido di

idrogeno.

I mitocondri sono i convertitori di

energia della cellula

I mitocondri contengono un

proprio DNA e ribosomi. Sono

gli organuli in cui avviene la

respirazione cellulare, un

processo durante il quale viene

prodotto quasi tutto l’ATP

necessario alla cellula come

fonte di energia.

Glicolisi e respirazione cellulare

La molecola utilizzata come nutrimento dalle cellule è il glucosio,

che viene demolito inizialmente nel citoplasma con le reazioni

della glicolisi.

Poi, attraverso la respirazione cellulare, il glucosio viene

trasformato in diossido di carbonio e acqua con liberazione di

energia immagazzinata nelle molecole di ATP

(adenosintrifosfato). Queste molecole vengono utilizzate dalla

cellula per le reazioni che necessitano di energia.

I cloroplasti sono gli impianti solari

delle cellule vegetali Il cloroplasto, presente nelle piante e nelle alghe, è

l’organulo in cui ha sede la fotosintesi, ovvero la

trasformazione di energia luminosa in energia chimica, con

produzione di ossigeno come sottoprodotto.

La fotosintesi

Nella fotosintesi gli atomi di idrogeno delle molecole d’acqua

si staccano da quelli di ossigeno e si legano con il diossido di

carbonio per formare glucosio.

Viene liberato ossigeno gassoso nell’aria.

L’energia per il processo è fornita dalla luce del Sole.

Il citoscheletro, le ciglia e i flagelli

Il citoscheletro (formato da microtubuli, microfilamenti e

filamenti intermedi) dà forma e sostegno alle cellule e svolge

funzione di ancoraggio e guida per lo spostamento di

organuli e molecole nella cellula. Molte cellule presentano

anche strutture esterne mobili e filamentose chiamate ciglia

e flagelli.

Filamenti del

citoscheletro Ciglia Flagelli