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LA CELLULALA CELLULA• DEFINIZIONEDEFINIZIONE

• CENNI STORICICENNI STORICI

• FORME E FUNZIONIFORME E FUNZIONI

• STRUTTURASTRUTTURAMembrane – Citoscheletro – CitoplasmaMembrane – Citoscheletro – Citoplasma

OrganuliOrganuli Nucleo – Ribosomi – Mitocondri Nucleo – Ribosomi – Mitocondri

plastidi – Vacuolo – RE ed Apparato del Golgi plastidi – Vacuolo – RE ed Apparato del Golgi

• FUNZIONI DELLA CELLULAFUNZIONI DELLA CELLULAMetabolismo cellulare – Movimento, adattabilità e riproduzione Metabolismo cellulare – Movimento, adattabilità e riproduzione

cellulare - cellulare - ciclo cellulare – mitosi – ciclo di krebsciclo cellulare – mitosi – ciclo di krebs

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LA CELLULALA CELLULA

unità fondamentale della vitaunità fondamentale della vita

la più piccola struttura ad essere la più piccola struttura ad essere classificabile come “vivente” classificabile come “vivente”

può esser definita come un'entità chiusa ed può esser definita come un'entità chiusa ed autosufficienteautosufficiente

è un "sistema aperto"è un "sistema aperto"

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La La citologiacitologia, (dal , (dal grecogreco kytoskytos = "contenitore" e = "contenitore" e logoslogos = "studio"), detta = "studio"), detta anche anche biologia cellularebiologia cellulare è la scienza biologica che studia la è la scienza biologica che studia la cellulacellula dal dal punto di vista punto di vista morfologicomorfologico (studio strutturale, ad esempio, del nucleo, dei (studio strutturale, ad esempio, del nucleo, dei ribosomi o dei vari organuli), e funzionale (studio dei processi fondamentali ribosomi o dei vari organuli), e funzionale (studio dei processi fondamentali come il come il ciclo cellulareciclo cellulare o la riproduzione). Gli approcci della citologia sono sia o la riproduzione). Gli approcci della citologia sono sia a livello a livello microscopicomicroscopico che che molecolaremolecolare, sia in organismi unicellulari che in , sia in organismi unicellulari che in organismi più complessi come l'organismi più complessi come l'uomouomo..

Eventi più significativi della storia della citologiaEventi più significativi della storia della citologia

16651665 - - Robert Robert HookeHooke utilizza per la prima volta la parola “Cellula”. Lo studioso utilizza per la prima volta la parola “Cellula”. Lo studioso osservando del sughero, con un rudimentale microscopio, vide che era osservando del sughero, con un rudimentale microscopio, vide che era costituto da tantissime piccole celle, simili a quelle di un favo d’api. Essendo costituto da tantissime piccole celle, simili a quelle di un favo d’api. Essendo questo materiale vegetale fatto solo da cellule morte, quello che Hooke questo materiale vegetale fatto solo da cellule morte, quello che Hooke osservò erano solo le pareti cellulari che delimitavano cavità vuote. Dieci anni osservò erano solo le pareti cellulari che delimitavano cavità vuote. Dieci anni più tardi pubblica più tardi pubblica MicrographiaMicrographia, riconoscendo di aver visto nel sughero non le , riconoscendo di aver visto nel sughero non le cellule, ormai morte, ma le loro cellule, ormai morte, ma le loro pareti cellularipareti cellulari. .

16741674 - - AntoniAntoni vanvan LeeuwenhoekLeeuwenhoek individua i individua i protozoiprotozoi, che chiama , che chiama animalculesanimalcules. . Nel Nel 16831683 individua anche i individua anche i batteribatteri. Le sue scoperte, frammentarie e poco . Le sue scoperte, frammentarie e poco ascoltate per via delle pubblicazioni in lingua olandese e non inglese, furono ascoltate per via delle pubblicazioni in lingua olandese e non inglese, furono possibili grazie alla sua perizia nel costruire sistemi di ingrandimento. possibili grazie alla sua perizia nel costruire sistemi di ingrandimento.

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18331833 - - Robert Robert BrownBrown descrive il descrive il nucleonucleo delle cellule di una pianta di delle cellule di una pianta di orchideaorchidea

18381838 - - MatthiasMatthias SchleidenSchleiden e e Theodor Theodor SchwannSchwann propongono la teoria cellulare, propongono la teoria cellulare, sostenendo che le unità di base dei viventi siano le cellule, contenenti un sostenendo che le unità di base dei viventi siano le cellule, contenenti un nucleo. È la nascita formale della citologia.nucleo. È la nascita formale della citologia.

18571857 - - Albert Von Albert Von KoellikerKoelliker descrive i descrive i mitocondrimitocondri nelle cellule muscolari. nelle cellule muscolari.

18581858 - - Rudolf Rudolf VirchowVirchow sostiene che ogni vivente multicellulare sia la somma sostiene che ogni vivente multicellulare sia la somma di una gran quantità di singole unità pienamente vitali, le cellule, provenienti di una gran quantità di singole unità pienamente vitali, le cellule, provenienti da altre cellule pre-esistenti (coniando la celebre frase da altre cellule pre-esistenti (coniando la celebre frase omnis cellula e cellulaomnis cellula e cellula, , dal latino dal latino ogni cellula da una cellulaogni cellula da una cellula). Partendo dallo stesso presupposto, in ). Partendo dallo stesso presupposto, in ZellpatologieZellpatologie sostiene che le patologie dell'organismo hanno origine da sostiene che le patologie dell'organismo hanno origine da patologie cellulari. patologie cellulari.

18791879 - - Walther Walther FlemmingFlemming descrive con ampi dettagli il comportamento dei descrive con ampi dettagli il comportamento dei cromosomicromosomi durante la durante la mitosimitosi delle cellule delle cellule animalianimali..

18811881 - - AndersAnders RetziusRetzius descrive dettagliatamente numerosi tessuti animali. descrive dettagliatamente numerosi tessuti animali.

Nei due decenni successivi, insieme a Nei due decenni successivi, insieme a Santiago Santiago RamónRamón y y CajalCajal e ad altri e ad altri istologiistologi, sviluppa numerose tecniche di colorazione, gettando le basi della , sviluppa numerose tecniche di colorazione, gettando le basi della moderna moderna anatomia microscopicaanatomia microscopica. .

18821882 - - Robert KochRobert Koch utilizza coloranti contenenti utilizza coloranti contenenti anilinaanilina per evidenziare le per evidenziare le cellule dei microrganismi, identificando quelli responsabili di cellule dei microrganismi, identificando quelli responsabili di coleracolera e e tubercolositubercolosi. Altri . Altri batteriologibatteriologi (come (come Edwin Edwin KlebsKlebs e e Louis PasteurLouis Pasteur) ) identificarono successivamente gli organismi responsabili di molte altre identificarono successivamente gli organismi responsabili di molte altre patologie. patologie.

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18981898 - - Camillo GolgiCamillo Golgi individua e descrive il sistema individua e descrive il sistema intercellulare oggi noto come intercellulare oggi noto come apparato di Golgiapparato di Golgi, colorando , colorando le cellule con le cellule con nitrato d'argentonitrato d'argento. .

19121912 - - Jacques Jacques LoebLoeb preleva delle cellule uovo di preleva delle cellule uovo di riccio di marericcio di mare, inducendone l', inducendone l'embriogenesiembriogenesi chimicamente. chimicamente.

Nel corso del Novecento, con il crescere delle possibilità di Nel corso del Novecento, con il crescere delle possibilità di indagine molecolare, la semplice osservazione microscopica indagine molecolare, la semplice osservazione microscopica della cellula è stata via via affiancata da tecnologie di della cellula è stata via via affiancata da tecnologie di analisi più raffinate, a livello di molecole e macromolecole. analisi più raffinate, a livello di molecole e macromolecole. La biologia cellulare, dunque, è stata affiancata (e secondo La biologia cellulare, dunque, è stata affiancata (e secondo alcuni in parte superata) da biologia molecolare e alcuni in parte superata) da biologia molecolare e biochimica, in grado di fornire interpretazioni più fedeli sia biochimica, in grado di fornire interpretazioni più fedeli sia della microstruttura della cellula che dei processi che vi della microstruttura della cellula che dei processi che vi avvengono. Negli ultimi anni, così come nei prossimi, sono avvengono. Negli ultimi anni, così come nei prossimi, sono due gli eventi che hanno definitivamente ridisegnato il volto due gli eventi che hanno definitivamente ridisegnato il volto della biologia cellulare: la della biologia cellulare: la genomicagenomica, che consiste nel , che consiste nel sequenziamento completo dei genomi di numerosi sequenziamento completo dei genomi di numerosi organismi, e la organismi, e la proteomicaproteomica, la conoscenza di tutte le , la conoscenza di tutte le possibili forme che le proteine possono assumere.possibili forme che le proteine possono assumere.

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Gli organismi, in base al numero di cellule di cui sono composti, possono Gli organismi, in base al numero di cellule di cui sono composti, possono essere essere unicellulariunicellulari (batteri, protozoi) o (batteri, protozoi) o pluricellularipluricellulari (animali, piante, (animali, piante, funghi).funghi).

Le cellule presentano caratteri morfologici uniformi solo Le cellule presentano caratteri morfologici uniformi solo negli organismi più semplici; negli altri, le cellule si negli organismi più semplici; negli altri, le cellule si differenziano per forma, grandezza e compitidifferenziano per forma, grandezza e compiti..

La forma della cellula è legata alla sua funzione. La forma cellulare dipende La forma della cellula è legata alla sua funzione. La forma cellulare dipende da fattori fisici e funzionali. Se una cellula si trova in ambiente acquoso, da fattori fisici e funzionali. Se una cellula si trova in ambiente acquoso, questa tende ad assumere una forma sferica per effetto della questa tende ad assumere una forma sferica per effetto della tensione superficialetensione superficiale; le cellule possono anche avere una forma appiattita ; le cellule possono anche avere una forma appiattita se risentono della pressione degli strati cellulari sovrastanti (come nel caso se risentono della pressione degli strati cellulari sovrastanti (come nel caso delle delle cellule epitelialicellule epiteliali). Tuttavia, esiste una stretta relazione tra la forma di ). Tuttavia, esiste una stretta relazione tra la forma di una cellula e la sua funzione: le una cellula e la sua funzione: le fibre muscolarifibre muscolari sono alquanto allungate per sono alquanto allungate per poter svolgere la contrazione; i poter svolgere la contrazione; i neuronineuroni possiedono una struttura possiedono una struttura fortemente ramificata per poter ricevere (attraverso i fortemente ramificata per poter ricevere (attraverso i dendritidendriti) e ) e trasmettere (per mezzo degli trasmettere (per mezzo degli assoniassoni) gli impulsi nervosi.) gli impulsi nervosi.

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La grandezza è molto variabile, in genere da 5 a 50 micron; in ogni modo esistono delle eccezioni, ad esempio il tuorlo d’uovo di gallina è un’unica cellula, che può avere il diametro fino a 4 centimetri. Le dimensioni della cellula variano da pochi micrometri ad alcune decine. Per tale motivo, una cellula non può essere ientificata ad occhio nudo (a parte alcuni casi particolari, come le uova).

Per motivi fisiologici la cellula non può superare una certa dimensione: un aumento di diametro di n volte comporterebbe un aumento della superficie cellulare di circa n2 volte, con conseguente maggiore possibilità di scambi con l'esterno (sia in termini di nutrimento che di eliminazione dei rifiuti) ma anche un aumento del volume di n3 volte. Non essendo l'aumento della superficie cellulare proporzionale a quello del volume, quindi, una cellula troppo grande rischierebbe di morire per denutrizione o per uno smaltimento inefficiente dei prodotti di scarto.

Le membrane di molte cellule sono ampiamente ripiegate per permettere un aumento della superficie di scambio senza un elevato incremento del volume interno (e quindi delle necessità).

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Le cellule, in base alla loro organizzazione interna, possono essere distinte in due grandi Le cellule, in base alla loro organizzazione interna, possono essere distinte in due grandi categorie: eucariote e procariote. categorie: eucariote e procariote.

Le cellule Le cellule eucarioteeucariote hanno una struttura interna complessa, con un nucleo racchiuso in hanno una struttura interna complessa, con un nucleo racchiuso in una membrana. una membrana.

Le cellule procariotiche, che non contengono un nucleo definito ed hanno una Le cellule procariotiche, che non contengono un nucleo definito ed hanno una composizione interna più semplificata, sono state ulteriormente sottoposte a dettagliate composizione interna più semplificata, sono state ulteriormente sottoposte a dettagliate

analisi al DNA e suddivise in due analisi al DNA e suddivise in due dominidomini diversi, chiamati diversi, chiamati EubacteriaEubacteria (i batteri (i batteri propriamente detti) e propriamente detti) e ArchaeaArchaea (detti anche archeobatteri). (detti anche archeobatteri).

Tutte le cellule, sia procarioti che Tutte le cellule, sia procarioti che eucarioti, sono racchiuse da una eucarioti, sono racchiuse da una membranamembrana che le protegge che le protegge dall'ambiente esterno e ne preserva il dall'ambiente esterno e ne preserva il potenziale elettrico. potenziale elettrico.

All'interno della membrana è All'interno della membrana è presente il presente il citoplasmacitoplasma, una sostanza , una sostanza salina che occupa la maggior parte del salina che occupa la maggior parte del volume. volume.

Tutte le cellule utilizzano Tutte le cellule utilizzano acidi nucleiciacidi nucleici ( (DNADNA ed ed RNARNA) per ) per conservare e trasmettere conservare e trasmettere l'informazione l'informazione geneticagenetica necessaria a necessaria a produrre produrre proteineproteine ed ed enzimienzimi necessari necessari per il funzionamento della cellula. per il funzionamento della cellula.

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Cellula procarioteCellula procariote Cellula eucarioteCellula eucariote

Organismi tipiciOrganismi tipici BatteriBatteri ed ed archeobatteriarcheobatteri ProtistiProtisti, , funghifunghi, , piantepiante ed ed animalianimali

Dimensioni tipicheDimensioni tipiche ~ 1-10 ~ 1-10 µmµm ~ 10-100 ~ 10-100 µmµm (con poche (con poche eccezioni, come gli eccezioni, come gli spermatozoispermatozoi))

Tipo di Tipo di nucleo cellularenucleo cellulare NucleoideNucleoide: nessun nucleo : nessun nucleo davvero definitodavvero definito

Nucleo racchiuso da doppia Nucleo racchiuso da doppia membranamembrana

DNADNA Solitamente circolare Solitamente circolare Molecole lineari (Molecole lineari (cromosomicromosomi) ) complessate da complessate da istoniistoni

Sintesi di Sintesi di RNARNA e e proteineproteine Accoppiate nel Accoppiate nel citoplasmacitoplasma Sintesi dell'RNA nel nucleo e Sintesi dell'RNA nel nucleo e delle proteine nel citoplasma delle proteine nel citoplasma

RibosomiRibosomi 50S+30S 50S+30S 60S+40S 60S+40S

Strutture citoplasmaticheStrutture citoplasmatiche Poche strutture Poche strutture Numerose strutture racchiuse da Numerose strutture racchiuse da membrane e membrane e citoscheletrocitoscheletro

Movimento cellulareMovimento cellulare FlagelliFlagelli composti di composti di flagellinaflagellina Flagelli e Flagelli e cigliaciglia composte di composte di tubulinatubulina

MitocondriMitocondri NessunoNessuno Da uno a diverse migliaia (con Da uno a diverse migliaia (con alcune eccezioni) alcune eccezioni)

CloroplastiCloroplasti NessunoNessuno Nelle Nelle alghealghe e nelle e nelle piantepiante

Parete cellulareParete cellulare Presente Presente Presente nelle Presente nelle piantepiante

OrganizzazioneOrganizzazione Solitamente unicellulare Solitamente unicellulare Unicellulare, a colonie e in Unicellulare, a colonie e in organismi pluricellulari organismi pluricellulari (contenenti cellule specializzate) (contenenti cellule specializzate)

Divisione cellulareDivisione cellulare Fissione binariaFissione binaria MitosiMitosi (fissione o (fissione o gemmazionegemmazione) e ) e meiosimeiosi

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prime forme di vita a comparire sulla terra furono le cellule prime forme di vita a comparire sulla terra furono le cellule procariote. procariote.

Le principali strutture che caratterizzano la cellula procariote sono Le principali strutture che caratterizzano la cellula procariote sono tre.tre.

1.1. La presenza di una o più appendici chiamate La presenza di una o più appendici chiamate flagelliflagelli e/o e/o pilipili (strutture proteiche che protrudono dalla superficie (strutture proteiche che protrudono dalla superficie cellulare). cellulare).

1.1. Un Un contenitore cellularecontenitore cellulare costituito da costituito da parete cellulareparete cellulare e/o e/o da da capsulacapsula, barriere supplementari nei confronti , barriere supplementari nei confronti dell'esterno. I componenti del dell'esterno. I componenti del contenitorecontenitore possono essere possono essere estremamente variabili. estremamente variabili.

2.2. Una regione citoplasmatica priva di Una regione citoplasmatica priva di nucleonucleo e/o e/o organelliorganelli, , che contiene principalmente il che contiene principalmente il genomagenoma ed i ed i ribosomiribosomi. .

CELLULA PROCARIOTECELLULA PROCARIOTE

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Schema di una cellula Schema di una cellula procarioteprocariote

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Le cellule Le cellule procarioteprocariote, oltre ad essere normalmente assai più piccole di quelle , oltre ad essere normalmente assai più piccole di quelle eucariote (con un diametro generalmente compreso fra 1 e 5 µm), hanno una eucariote (con un diametro generalmente compreso fra 1 e 5 µm), hanno una

struttura interna alquanto semplice. Il loro DNA si trova concentrato in una struttura interna alquanto semplice. Il loro DNA si trova concentrato in una regione del citoplasma, senza essere delimitato da alcuna membrana. Sono regione del citoplasma, senza essere delimitato da alcuna membrana. Sono

prive di organuli, a eccezione dei ribosomi, preposti alla sintesi delle proteine.prive di organuli, a eccezione dei ribosomi, preposti alla sintesi delle proteine.

Struttura dei cianobatteri Struttura dei cianobatteri (o alghe azzurre)(o alghe azzurre)

Le cellule dei procarioti (tra cui i batteri) Le cellule dei procarioti (tra cui i batteri) mancano di molte delle strutture interne mancano di molte delle strutture interne tipiche di quelle degli organismi eucarioti. tipiche di quelle degli organismi eucarioti.

Pur essendo dotate di membrana plasmatica Pur essendo dotate di membrana plasmatica ed eventuale parete cellulare, sono prive ed eventuale parete cellulare, sono prive di membrana nucleare; la molecola di di membrana nucleare; la molecola di DNA circolare si trova, pertanto, libera nel DNA circolare si trova, pertanto, libera nel citoplasma. citoplasma.

Sono pure assenti i mitocondri, il reticolo Sono pure assenti i mitocondri, il reticolo endoplasmatico, i cloroplasti e l’apparato endoplasmatico, i cloroplasti e l’apparato di Golgi. Benché generalmente non vi di Golgi. Benché generalmente non vi siano strutture interne limitate da siano strutture interne limitate da membrane, nei cianobatteri (qui illustrati) membrane, nei cianobatteri (qui illustrati) si trovano invece numerose strutture si trovano invece numerose strutture membranose, chiamate tilacoidi, membranose, chiamate tilacoidi, contenenti clorofilla e altri pigmenti contenenti clorofilla e altri pigmenti fotosintetici necessari a catturare fotosintetici necessari a catturare l’energia solare per la sintesi degli l’energia solare per la sintesi degli zuccherizuccheri..

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Cellula eucarioteCellula eucariote Caratteristica tipica della cellula eucariota è l’aver racchiuso il DNA in un nucleo ben Caratteristica tipica della cellula eucariota è l’aver racchiuso il DNA in un nucleo ben

delimitato, aver avviato un processo di respirazione e di riproduzione complesso e, delimitato, aver avviato un processo di respirazione e di riproduzione complesso e, in molti casi, di tipo sessuato. in molti casi, di tipo sessuato.

Una tipica cellula eucariote presenta solitamente una dimensione circa 10 volte Una tipica cellula eucariote presenta solitamente una dimensione circa 10 volte maggiore rispetto ad una tipica cellula procariote, con un volume cellulare maggiore rispetto ad una tipica cellula procariote, con un volume cellulare complessivo che può essere dunque anche 1000 volte maggiore. La principale complessivo che può essere dunque anche 1000 volte maggiore. La principale caratteristica delle cellule eucariote, che le distingue da quelle procariote, è la caratteristica delle cellule eucariote, che le distingue da quelle procariote, è la presenza di una notevole compartimentalizzazione interna, costituita dalla presenza presenza di una notevole compartimentalizzazione interna, costituita dalla presenza di vescicole ed invaginazioni racchiuse da membrane fosfolipidiche nelle quali hanno di vescicole ed invaginazioni racchiuse da membrane fosfolipidiche nelle quali hanno luogo specifiche luogo specifiche attività metabolicheattività metaboliche. Il . Il compartimentocompartimento più importante è senza più importante è senza dubbio il dubbio il nucleo cellularenucleo cellulare, un , un organuloorganulo in cui viene conservato il in cui viene conservato il DNADNA cellulare cellulare

A livello strutturale, le cellule eucariote presentano differenze rilevanti dai procarioti A livello strutturale, le cellule eucariote presentano differenze rilevanti dai procarioti in tre regioni:in tre regioni:

La membrana plasmatica è del tutto simile a quella procariotica nella struttura e La membrana plasmatica è del tutto simile a quella procariotica nella struttura e nella funzione. La parete cellulare non è invece presente, se non nella cellula nella funzione. La parete cellulare non è invece presente, se non nella cellula vegetale (che presenta tuttavia una composizione profondamente diversa). vegetale (che presenta tuttavia una composizione profondamente diversa).

Il DNA eucariotico è organizzato in molecole lineari chiamate Il DNA eucariotico è organizzato in molecole lineari chiamate cromosomicromosomi, associate , associate ad ad istoniistoni e contenute interamente nel nucleo. Anche alcuni organelli eucariotici e contenute interamente nel nucleo. Anche alcuni organelli eucariotici (come i mitocondri ed i cloroplasti) possono contenere DNA. (come i mitocondri ed i cloroplasti) possono contenere DNA.

Gli eucarioti possono utilizzare Gli eucarioti possono utilizzare cigliaciglia e e flagelliflagelli per muoversi, sebbene la loro struttura per muoversi, sebbene la loro struttura sia decisamente più complessa di quella delle protrusioni procariotiche. sia decisamente più complessa di quella delle protrusioni procariotiche.

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Le cellule eucariote, come già detto, possono assumere morfologie molto Le cellule eucariote, come già detto, possono assumere morfologie molto differenti tra loro. In particolare, la maggior parte delle differenze intercorrono differenti tra loro. In particolare, la maggior parte delle differenze intercorrono

tra le cellule vegetali e le cellule animalitra le cellule vegetali e le cellule animali

Cellula animale tipicaCellula animale tipica Cellula vegetale tipicaCellula vegetale tipica

OrganelliOrganelliNucleoNucleo

oNucleoloNucleolo (all'interno (all'interno del nucleo) del nucleo)

Reticolo endoplasmatico rugoReticolo endoplasmatico rugososo Reticolo endoplasmatico lisciReticolo endoplasmatico liscioo RibosomiRibosomi CitoscheletroCitoscheletro Apparato del GolgiApparato del Golgi CitoplasmaCitoplasma MitocondriMitocondri LisosomiLisosomi CentrosomiCentrosomi

oCentrioliCentrioli VacuoliVacuoli

NucleoNucleo oNucleoloNucleolo (all'interno del nucleo) (all'interno del nucleo)

Reticolo endoplasmatico rugosoReticolo endoplasmatico rugoso Reticolo endoplasmatico liscioReticolo endoplasmatico liscio RibosomiRibosomi CitoscheletroCitoscheletro Apparato del GolgiApparato del Golgi ( (dictiosomidictiosomi) ) CitoplasmaCitoplasma MitocondriMitocondri CloroplastiCloroplasti ed altri ed altri plastidiplastidi Vacuolo centraleVacuolo centrale (grande) (grande)

oTonoplastoTonoplasto (membrana centrale del vacuolo) (membrana centrale del vacuolo) PerossisomiPerossisomi ( (gliossisomigliossisomi) ) VacuoliVacuoli

Strutture Strutture addizionaliaddizionali Membrana plasmaticaMembrana plasmatica

FlagelliFlagelli CigliaCiglia

Membrana plasmaticaMembrana plasmatica FlagelliFlagelli (solo nei gameti) (solo nei gameti) Parete cellulareParete cellulare PlasmodesmiPlasmodesmi

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La struttura della cellula animale è La struttura della cellula animale è simile a quella della cellula simile a quella della cellula vegetale, vi sono però tre vegetale, vi sono però tre importanti differenze:importanti differenze:

--la cellula animale non contiene --la cellula animale non contiene cloroplasti perché gli animali cloroplasti perché gli animali sono organismi eterotrofi;sono organismi eterotrofi;

--la cellula animale non possiede --la cellula animale non possiede la parete cellulare rigida che la parete cellulare rigida che nella cellula vegetale ricopre la nella cellula vegetale ricopre la membrana plasmatica e membrana plasmatica e protegge la cellula;protegge la cellula;

--la cellula animale non possiede --la cellula animale non possiede il caratteristico grande vacuolo il caratteristico grande vacuolo presente nelle presente nelle cellulecellule, vegetali , vegetali (specialmente quelle vecchie). (specialmente quelle vecchie). La cellula animale possiede i La cellula animale possiede i centrioli, molti lisosomi e spesso centrioli, molti lisosomi e spesso è dotata di ciglia e di flagelli.è dotata di ciglia e di flagelli.

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CELLULA ANIMALECELLULA ANIMALE

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elementi principali di una elementi principali di una cellulacellula

Membrana plasmatica o membrana cellulare Membrana plasmatica o membrana cellulare citoplasmacitoplasma Il citoscheletro Il citoscheletro NucleoNucleo RibosomiRibosomi Mitocondri Mitocondri Plastidi Plastidi VacuoloVacuolo MembraneMembrane Reticolo endoplasmatico e Apparato del GolgiReticolo endoplasmatico e Apparato del Golgi

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Membrana cellulare Membrana cellulare (o membrana plasmatica o (o membrana plasmatica o

plasmalemma)plasmalemma)

La cellula e tutti gli organuli in essa presenti sono protetti dall'esterno dalla La cellula e tutti gli organuli in essa presenti sono protetti dall'esterno dalla membrana cellulare che è presente sia nelle cellule eucariotiche sia nelle cellule membrana cellulare che è presente sia nelle cellule eucariotiche sia nelle cellule

procariotiche e le protegge dall'ambiente esterno e ne preserva il potenziale procariotiche e le protegge dall'ambiente esterno e ne preserva il potenziale elettrico.elettrico.

La membrana cellulare è una struttura relativamente resistente che preserva la La membrana cellulare è una struttura relativamente resistente che preserva la consistenza del citoplasma e impedisce che sostanze esterne possano consistenza del citoplasma e impedisce che sostanze esterne possano

facilmente penetrare dentro la cellula stessa, alterandone le funzionalità. facilmente penetrare dentro la cellula stessa, alterandone le funzionalità.

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Struttura della membrana cellulare.Struttura della membrana cellulare.

è definita membrana tristratificata perché presenta tre strati. La è definita membrana tristratificata perché presenta tre strati. La parte più esterna e quella più interna è di costituzione idrofila, si parte più esterna e quella più interna è di costituzione idrofila, si lascia cioè penetrare dall'acqua, mentre la parte interna è idrofoba lascia cioè penetrare dall'acqua, mentre la parte interna è idrofoba ed impedisce all'acqua di penetrare.ed impedisce all'acqua di penetrare.

è composta da un doppio strato fosfolipidico, è composta da un doppio strato fosfolipidico, doppio foglietto doppio foglietto fosfolipidicofosfolipidico o o bilayerbilayer fosfolipidicofosfolipidico..con il compito di delimitare lo spazio cellulare, contenere e regolare con il compito di delimitare lo spazio cellulare, contenere e regolare gli scambi fra l’ambiente intracellulare e l’ambiente esterno. Inserite gli scambi fra l’ambiente intracellulare e l’ambiente esterno. Inserite nel doppio strato fosfolipidico ritroviamo le proteine di membrana, nel doppio strato fosfolipidico ritroviamo le proteine di membrana, molecole proteiche e molecole proteiche e glicoproteicheglicoproteiche (oltre al (oltre al colesterolocolesterolo e a diversi e a diversi glicolipidiglicolipidi), con la funzione di trasporto delle sostanze da e verso il ), con la funzione di trasporto delle sostanze da e verso il citopalsma. Soprattutto sostanze idrofiliche poiché, le sostanze citopalsma. Soprattutto sostanze idrofiliche poiché, le sostanze lipidiche, veicolano facilmente attraverso la membrana plasmatica. lipidiche, veicolano facilmente attraverso la membrana plasmatica. Tali macromolecole, che possono spostarsi liberamente all'interno Tali macromolecole, che possono spostarsi liberamente all'interno della membrana stessa (motivo per il quale la sua struttura è definita della membrana stessa (motivo per il quale la sua struttura è definita a a mosaico fluidomosaico fluido), possono agire come ), possono agire come canalicanali o o pompepompe che che trasportano le molecole all'interno o all'esterno della cellula. trasportano le molecole all'interno o all'esterno della cellula.

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contiene un modesto quantitativo di carboidrati, che identificano e contiene un modesto quantitativo di carboidrati, che identificano e caratterizzano la cellula.caratterizzano la cellula.

Sulla superficie della membrana sono presenti anche numerosi Sulla superficie della membrana sono presenti anche numerosi recettorirecettori, proteine che permettono alla cellula di rispondere , proteine che permettono alla cellula di rispondere prontamente ai segnali (tipicamente prontamente ai segnali (tipicamente ormonaliormonali) provenienti ) provenienti dall'esterno.dall'esterno.Altra funzione ad esse imputabile è il riconoscimento delle Altra funzione ad esse imputabile è il riconoscimento delle molecole che devono entrare o semplicemente interagire con la molecole che devono entrare o semplicemente interagire con la cellula.cellula.

La membrana è detta La membrana è detta semi-permeabilesemi-permeabile, dal momento che è in , dal momento che è in grado di permettere ad una sostanza di passare liberamente, di grado di permettere ad una sostanza di passare liberamente, di passare in una determinata quantità o di non passare affatto. Negli passare in una determinata quantità o di non passare affatto. Negli organismi organismi procariotiprocarioti è ricoperta da un rivestimento protettivo è ricoperta da un rivestimento protettivo chiamato chiamato parete cellulareparete cellulare, assente invece negli , assente invece negli eucariotieucarioti animali; animali; nelle cellule eucariote vegetali essa è presente sottoforma di una nelle cellule eucariote vegetali essa è presente sottoforma di una parete cellulare primaria (composta principalmente da parete cellulare primaria (composta principalmente da pectinapectina) e ) e di una parete cellulare secondaria (composta principalmente da di una parete cellulare secondaria (composta principalmente da ligninalignina). ).

La membrana plasmatica è una barriera selettivamente permeabile tra il La membrana plasmatica è una barriera selettivamente permeabile tra il citoplasma e l'ambiente extracellulare. Questa caratteristica è conseguenza citoplasma e l'ambiente extracellulare. Questa caratteristica è conseguenza della composizione lipidica e proteica della membrana. Il doppio strato della composizione lipidica e proteica della membrana. Il doppio strato fosfolipidico permette il libero passaggio, dell'fosfolipidico permette il libero passaggio, dell'acquaacqua, di , di gasgas (O2, CO2) e di (O2, CO2) e di piccole molecole liposolubili (prive di carica), come piccole molecole liposolubili (prive di carica), come ammoniacaammoniaca, , ureaurea, , etanoloetanolo e e glicerologlicerolo, mentre specifiche proteine di trasporto assicurano il , mentre specifiche proteine di trasporto assicurano il passaggio di ioni e molecole idrosolubili (elettricamente cariche).passaggio di ioni e molecole idrosolubili (elettricamente cariche).

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Proteine di membrana.Proteine di membrana.

Nella parete cellulare sono presenti delle proteine. Il rapporto tra Nella parete cellulare sono presenti delle proteine. Il rapporto tra proteine e elementi fosfolipidici è circa di 1/50, questo vuol dire proteine e elementi fosfolipidici è circa di 1/50, questo vuol dire che per ogni unità proteica sono presenti 50 unità fosfolipidiche.che per ogni unità proteica sono presenti 50 unità fosfolipidiche.

Le funzioni delle proteine di membrana sono:Le funzioni delle proteine di membrana sono: Funzioni di trasporto. Le proteine di membrana trasportano ioni e Funzioni di trasporto. Le proteine di membrana trasportano ioni e

molecole dall'esterno all'interno.molecole dall'esterno all'interno.

Funzioni di riconoscimento. Le proteine di membrana fungono Funzioni di riconoscimento. Le proteine di membrana fungono anche da recettori di particolari sostanze o famiglie chimiche. anche da recettori di particolari sostanze o famiglie chimiche. Servono anche a recepire messaggi chimici prodotti da altre Servono anche a recepire messaggi chimici prodotti da altre cellule cellule

Funzione di ancoraggio. Le proteine di membrana possono servire Funzione di ancoraggio. Le proteine di membrana possono servire

da "base" per altre strutture cellulari. da "base" per altre strutture cellulari. Funzione di filtro. L'azione di riconoscimento assieme all'azione di Funzione di filtro. L'azione di riconoscimento assieme all'azione di

bloccaggio di particolari sostanze chimiche fa della membrana bloccaggio di particolari sostanze chimiche fa della membrana cellulare un eccellente filtro biologico. cellulare un eccellente filtro biologico.

2828

Selettività della membranaSelettività della membrana..

La membrana cellulare è un vero e proprio filtro biologico che si La membrana cellulare è un vero e proprio filtro biologico che si lascia passare solo dalle molecole o dalle sostanze di cui lascia passare solo dalle molecole o dalle sostanze di cui realmente ha bisogno la cellula. Esistono due differenti tipi di realmente ha bisogno la cellula. Esistono due differenti tipi di trasporto cellulare che si distinguono in base alla spesa o meno di trasporto cellulare che si distinguono in base alla spesa o meno di energia: trasporto attivo e trasporto passivo.energia: trasporto attivo e trasporto passivo.

Trasporto passivoTrasporto passivo .La natura lipoproteica della membrana cellulare .La natura lipoproteica della membrana cellulare fa si che alcune sostanze liposolubili, come l'acqua, l'urea, il fa si che alcune sostanze liposolubili, come l'acqua, l'urea, il glicerolo, l'ossigeno molecolare e i vari ossidi di carbonio, possano glicerolo, l'ossigeno molecolare e i vari ossidi di carbonio, possano passare in base al gradiente di concentrazione. La velocità con la passare in base al gradiente di concentrazione. La velocità con la quale tali sostanze attraversano la membrana è proporzionale alle quale tali sostanze attraversano la membrana è proporzionale alle dimensioni delle molecole ed al grado di affinità lipidica. Nel dimensioni delle molecole ed al grado di affinità lipidica. Nel trasporto passivo non si spende energia.trasporto passivo non si spende energia.

   Trasporto attivoTrasporto attivo..

Molecole più grosse o scarsamente liposolubili passano attraverso Molecole più grosse o scarsamente liposolubili passano attraverso la membrana grazie a processi che richiedono energia. Il trasporto la membrana grazie a processi che richiedono energia. Il trasporto attivo durante la fase di traduzione delle macromolecole può in attivo durante la fase di traduzione delle macromolecole può in parte consumarle o modificarle, in questo caso si parla di parte consumarle o modificarle, in questo caso si parla di traslocazione di gruppo.traslocazione di gruppo.

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Il citoscheletroIl citoscheletro

Al di sotto della membrana fosfolipidica troviamo il citoscheletro con funzione di sostegno per la Al di sotto della membrana fosfolipidica troviamo il citoscheletro con funzione di sostegno per la cellula, ma con il ruolo di consentire anche gli spostamenti sia della cellula che delle vescicole. E’ cellula, ma con il ruolo di consentire anche gli spostamenti sia della cellula che delle vescicole. E’ infine imputato nei processi di divisione cellulare. Il citoscheletro è in massima parte costituito dai infine imputato nei processi di divisione cellulare. Il citoscheletro è in massima parte costituito dai microfilamenti di actina, una proteina globulare , e dai microtubuli di tubulina, una proteina microfilamenti di actina, una proteina globulare , e dai microtubuli di tubulina, una proteina tubulare. Microtubuli e microfilamenti si formano e si disgregano spontaneamente al presentarsi di tubulare. Microtubuli e microfilamenti si formano e si disgregano spontaneamente al presentarsi di particolari condizioni ambientali (ad es. presenza di Ca2+ e Mg2+)particolari condizioni ambientali (ad es. presenza di Ca2+ e Mg2+)

ha in primo luogo la funzione di organizzare e mantenere la forma della cellula;ha in primo luogo la funzione di organizzare e mantenere la forma della cellula; Tra le altre funzioni, contribuisce in modo determinante al trasporto delle molecole all'interno della Tra le altre funzioni, contribuisce in modo determinante al trasporto delle molecole all'interno della

cellula, convogliandole verso il compartimento corretto, alla cellula, convogliandole verso il compartimento corretto, alla citodieresicitodieresi ed al già citato sostegno ed ed al già citato sostegno ed ancoraggio degli ancoraggio degli organelliorganelli..

Il citoscheletro eucarioto è composto dai Il citoscheletro eucarioto è composto dai microfilamentimicrofilamenti (composti essenzialmente di (composti essenzialmente di actinaactina), dai ), dai filamenti intermedifilamenti intermedi e dai e dai microtubulimicrotubuli (composti di (composti di tubulinatubulina). Il citoscheletro procariotico è meno ). Il citoscheletro procariotico è meno studiato, ma è coinvolto anch'esso nel mantenimento della forma cellulare e nella citodieresi.studiato, ma è coinvolto anch'esso nel mantenimento della forma cellulare e nella citodieresi.

Il Il centrosomacentrosoma è la struttura da cui si dipartono i microtubuli e che, per questo motivo, ha un ruolo è la struttura da cui si dipartono i microtubuli e che, per questo motivo, ha un ruolo fondamentale per tutto il citoscheletro. Esso dirige infatti il trasporto attraverso il reticolo fondamentale per tutto il citoscheletro. Esso dirige infatti il trasporto attraverso il reticolo endoplasmatico e l'apparato del Golgi. I centrosomi sono composti da due endoplasmatico e l'apparato del Golgi. I centrosomi sono composti da due centriolicentrioli, che si separano , che si separano durante la divisione cellulare e collaborano alla formazione del fuso mitotico. Nelle cellule animali è durante la divisione cellulare e collaborano alla formazione del fuso mitotico. Nelle cellule animali è presente un solo centrosoma. Centrosomi sono presenti anche in alcuni funghi ed alghe unicellulari.presente un solo centrosoma. Centrosomi sono presenti anche in alcuni funghi ed alghe unicellulari.

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Organuli o organelli dispersi nel Organuli o organelli dispersi nel citoplasma :citoplasma :

sono numerosi ed ognuno è specializzato nello svolgere specifiche sono numerosi ed ognuno è specializzato nello svolgere specifiche funzioni necessarie alla sopravvivenza della cellula stessa. funzioni necessarie alla sopravvivenza della cellula stessa.

Tra gli organuli più importanti abbiamo:Tra gli organuli più importanti abbiamo:

NucleoNucleo = elemento principale della cellula che contiene gli acidi nucleici (DNA = elemento principale della cellula che contiene gli acidi nucleici (DNA e RNA) che conservano e trasmettono tutte le informazioni genetiche necessarie e RNA) che conservano e trasmettono tutte le informazioni genetiche necessarie ai processi metabolici che si costituiscono le attività vitali della cellula stessa; ai processi metabolici che si costituiscono le attività vitali della cellula stessa;

RibosomiRibosomi = = sono il luogo in cui avviene la sintesi delle proteine, sono il luogo in cui avviene la sintesi delle proteine, questi organuli eseguono in prima persona le direttive contenute nel questi organuli eseguono in prima persona le direttive contenute nel nucleo.nucleo.

Plastidi Plastidi (cell. Vegetali) (cell. Vegetali) e Mitocondrie Mitocondri (celulle animali) = (celulle animali) = sono le sono le centrali energetiche della cellula, all'interno dei quali si svolgono i centrali energetiche della cellula, all'interno dei quali si svolgono i processi di respirazione: impiegando l'ossigeno degradano molecole processi di respirazione: impiegando l'ossigeno degradano molecole organiche per trarne energia.organiche per trarne energia.

VacuoliVacuoli = tipici delle cellule vegetali= tipici delle cellule vegetali

Membrane Membrane = che hanno la funzione di proteggere gli organuli= che hanno la funzione di proteggere gli organuli

Apparato del Golgi Apparato del Golgi = è costituito da sistemi di vesciche finalizzate = è costituito da sistemi di vesciche finalizzate a consentire alle proteine di raggiungere la loro destinazione senza a consentire alle proteine di raggiungere la loro destinazione senza errorierrori

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IL CITOPLASMAIL CITOPLASMACitosol

(o matrice citoplasmatica)

sostanza che si presenta fisicamente gelatinosa

costituisce il 50% del volume di una cellula

è costituito per 85% da H2O

Attraverso i pori nucleari, il citosol è in continuità con il nucleoplasma

Organuli

corpuscoli di varia forma e volume che fanno parte del sistema vivente della cellula (Nucleo – Mitocondri – Apparato del Golgi – ribosomi, vacuoli, etc)

sostanze inerti non viventi (inclusioni, accumuli, ecc.).

Mentre, come vedremo, il nucleo è adibito alla riproduzione e all'accrescimento della cellula, il citoplasma è l'organo specializzato per permettere alla cellula di contattare l'ambiente esterno; è infatti in grado di irritarsi, contrarsi, assorbire, espellere e respirare.

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IL NUCLEOIL NUCLEO Il nucleo rappresenta il 6% del volume cellulare; esso costituisce la Il nucleo rappresenta il 6% del volume cellulare; esso costituisce la

parte più importante della cellula controllandone tutte le attività. parte più importante della cellula controllandone tutte le attività. Inoltre decide quando è il momento giusto della riproduzione Inoltre decide quando è il momento giusto della riproduzione cellulare e ne controlla tutte le fasi. cellulare e ne controlla tutte le fasi.

Il nucleo è avvolto dalla membrana nucleare che lo separa dal Il nucleo è avvolto dalla membrana nucleare che lo separa dal citoplasma. La membrana nucleare è cosparsa di numerosi forellini citoplasma. La membrana nucleare è cosparsa di numerosi forellini detti pori nucleari, grazie ai quali avviene il passaggio di diverse detti pori nucleari, grazie ai quali avviene il passaggio di diverse sostanze dal citoplasma all’interno del nucleo.sostanze dal citoplasma all’interno del nucleo.

Il nucleo contiene il DNA combinato con proteine (cromatina). Il nucleo contiene il DNA combinato con proteine (cromatina). Quando la cellula si divide, dalla cromatina si formano i cromosomi. Quando la cellula si divide, dalla cromatina si formano i cromosomi. Nei cromosomi è insito il genoma della cellula.Nei cromosomi è insito il genoma della cellula.

All'interno del nucleo è evidenziabile un corpo molto denso: il All'interno del nucleo è evidenziabile un corpo molto denso: il nucleolo.nucleolo.

Il nucleo, per la cellula, svolge principalmente la funzione Il nucleo, per la cellula, svolge principalmente la funzione riproduttiva, che avviene per suddivisione, ovvero da una singola riproduttiva, che avviene per suddivisione, ovvero da una singola cellula se ne generano due. Questo modo di riprodursi viene definito cellula se ne generano due. Questo modo di riprodursi viene definito "mitosi". "mitosi".

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Quando la cellula non si sta riproducendo il nucleo appare chiaro e Quando la cellula non si sta riproducendo il nucleo appare chiaro e ben definito, In esso si possono osservare dei pori minutissimi ben definito, In esso si possono osservare dei pori minutissimi (circa 500 decimilionesimi di mm) che mettono in comunicazione il (circa 500 decimilionesimi di mm) che mettono in comunicazione il citoplasma con la parte interna del nucleo detto "nucleoplasma". citoplasma con la parte interna del nucleo detto "nucleoplasma".

Nel nucleo hanno sede 46 "cromosomi" provenienti, in egual Nel nucleo hanno sede 46 "cromosomi" provenienti, in egual misura (50%), dal maschio e dalla femmina. Secondo la scienza misura (50%), dal maschio e dalla femmina. Secondo la scienza ufficiale i cromosomi sono i "portatori di geni", cioè delle proprietà ufficiale i cromosomi sono i "portatori di geni", cioè delle proprietà fisiche e spirituali di cui l'essere sarà dotato, e purtroppo anche i fisiche e spirituali di cui l'essere sarà dotato, e purtroppo anche i semi per le malattie cosiddette "ereditarie“semi per le malattie cosiddette "ereditarie“

La posizione dipende dal contenuto e dalla funzione della cellula, La posizione dipende dal contenuto e dalla funzione della cellula, ad esempio in ad esempio in cellule polarizzatecellule polarizzate con una zona apicale deputata con una zona apicale deputata alla alla secrezionesecrezione ( (cellule muciparecellule mucipare, cellule a secrezione apocrina), o , cellule a secrezione apocrina), o all'assorbimento (all'assorbimento (enterocitienterociti), hanno il nucleo in posizione basale, ), hanno il nucleo in posizione basale, cellule molto "piene" come gli cellule molto "piene" come gli adipocitiadipociti univacuolariunivacuolari (grasso (grasso bianco) o i bianco) o i miocitimiociti dei dei muscoli scheletricimuscoli scheletrici hanno il nucleo in hanno il nucleo in posizione sublemmare (cioè addossato alla posizione sublemmare (cioè addossato alla membrana cellularemembrana cellulare).).

Anche la forma del nucleo cambia notevolmente, generalmente Anche la forma del nucleo cambia notevolmente, generalmente seguendo la geometria della cellula, dunque cellule cilindriche seguendo la geometria della cellula, dunque cellule cilindriche avranno nuclei oblunghi, mentre cellule cubiche avranno nuclei avranno nuclei oblunghi, mentre cellule cubiche avranno nuclei sferici.sferici.

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Foto al Foto al microscopio elettronicomicroscopio elettronico di di

un nucleo cellulare; in un nucleo cellulare; in evidenza il nucleolo, più evidenza il nucleolo, più

scuro.scuro.

Il numero di nucleoli osservabili in un nucleo è compreso tra uno e sei. Tuttavia la presenza di più nucleoli rappresenta una situazione transitoria, infatti il nucleo uscente dalla mitosi (dove il nucleolo era sparito) forma piccoli nucleoli provvisori, attorno agli organizzatori nucleolari, che poi si fondono in un unico corpo.Il nucleolo è la sede di produzione dei ribosomi, sia per quanto riguarda la produzione del rRNA (RNA ribosomiale) sia per l'assemblaggio delle proteine (basiche) presenti nelle subunità ribosomiali.

Nel nucleolo si distinguono tre regioni (dal centro alla periferia):Centro fibrillare: sede della maggior parte dell'organizzatore nucleolare Componente fibrillare densa: dove risiede parte dell'organizzatore e i trascritti di rRNA Componente granulare: sede della maturazione delle sunbunità ribosomiali (granuli da 15 nm) I nucleoli sono sovente circondati da cromatina addensata che prende il nome di cromatina associata al nucleolo o cromatina perinucleolare.

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È infatti noto che proteine e molte delle strutture utilizzate nel nucleo non È infatti noto che proteine e molte delle strutture utilizzate nel nucleo non vengono sintetizzate in loco ma vengono create nel citosol e importate vengono sintetizzate in loco ma vengono create nel citosol e importate all'interno. Basti pensare alla sintesi dei ribosomi, in cui le proteine all'interno. Basti pensare alla sintesi dei ribosomi, in cui le proteine ribosomali create nel citosol vengono portate all'interno del nucleo, ribosomali create nel citosol vengono portate all'interno del nucleo, complessate con rRNA e riesportate nuovamente.complessate con rRNA e riesportate nuovamente.

Come è possibile tutto questo se il poro è largo al massimo 9 nm? Le Come è possibile tutto questo se il poro è largo al massimo 9 nm? Le

molecole più grandi, sia per entrare che per uscire dal nucleo, hanno molecole più grandi, sia per entrare che per uscire dal nucleo, hanno bisogno di particolari recettori proteici, detti bisogno di particolari recettori proteici, detti Recettori di Importazione Recettori di Importazione NucleareNucleare (o Importine), e (o Importine), e Recettori di Esportazione NucleareRecettori di Esportazione Nucleare (o Esportine), (o Esportine), che indicano al poro di allargarsi ulteriormente (fino a 26 nm) per che indicano al poro di allargarsi ulteriormente (fino a 26 nm) per permetterne il passaggio. permetterne il passaggio.

Membrana nucleareLa membrana nucleare è un involucro, visibile al M/E che avvolge il materiale nucleare degli eucarioti. Si vede chiaramente il doppio strato della membrana che avvolge il nucleo e i pori (indicati dalla freccia) che consentono lo scambio di materiali fra il nucleoplasma e il citoplasma. Ben visibile è anche il reticolo endoplasmatico rugoso.

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Nucleo di cellula eucariotica. In questa figura è visibile la doppia membrana punteggiata di ribosomidella membrana nucleare, il DNA (complessato in cromatina) e il nucleolo. All'interno del nucleo è presente un liquido viscoso chiamato nucleoplasma, simile al citoplasma che si trova al suo esterno.

Sezione trasversa di un poro nucleare sulla superficie della membrana nucleare (1). (2) anello esterno del poro, (3) raggi, (4) canestro nucleare, (5) fibrille.

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L’APODIANL’APODIAN

Si chiama "apodian" la fascia che circonda il nucleo della cellula. Si chiama "apodian" la fascia che circonda il nucleo della cellula. L'apodian accoglie l'alimento proveniente dal sangue ed L'apodian accoglie l'alimento proveniente dal sangue ed eventualmente dalla linfa, quindi l'analizza e lo ripartisce nei eventualmente dalla linfa, quindi l'analizza e lo ripartisce nei molteplici reparti che costituiscono la cellula così come vengono molteplici reparti che costituiscono la cellula così come vengono distribuiti i materiali da costruzione in una cantiere edile. In questo distribuiti i materiali da costruzione in una cantiere edile. In questo modo le sostanze provenienti dalla digestione e dalla respirazione modo le sostanze provenienti dalla digestione e dalla respirazione vengono utilizzate dall'apodian stesso e servono ad alimentare il vengono utilizzate dall'apodian stesso e servono ad alimentare il nucleo, rifornire i mitocondri ed, infine, creare una riserva per nucleo, rifornire i mitocondri ed, infine, creare una riserva per eventuali imprevisti. eventuali imprevisti.

Per soddisfare i bisogni alimentari, rigenerare e restaurare le varie Per soddisfare i bisogni alimentari, rigenerare e restaurare le varie cellule vecchie, stanche o malate, l'apodian si serve dei mitocondri cellule vecchie, stanche o malate, l'apodian si serve dei mitocondri che sono degli ottimi ed intelligenti servitori.che sono degli ottimi ed intelligenti servitori.

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I RIBOSOMII RIBOSOMI I ribosomi possono essere liberi nel citoplasma oppure legati alle cisterne I ribosomi possono essere liberi nel citoplasma oppure legati alle cisterne

del reticolo endoplasmatico. Il loro compito è quello di produrre proteine.del reticolo endoplasmatico. Il loro compito è quello di produrre proteine.

I ribosomi sono piccole particelle, composte da RNA e proteine. Presenti in I ribosomi sono piccole particelle, composte da RNA e proteine. Presenti in tutte le cellule in cui abbia luogo la sintesi proteica, si compongono di due tutte le cellule in cui abbia luogo la sintesi proteica, si compongono di due subunità, una delle quali leggermente più grande dell'altra, per la cui subunità, una delle quali leggermente più grande dell'altra, per la cui adesione è necessaria la presenza di adesione è necessaria la presenza di magnesiomagnesio. Hanno struttura analoga . Hanno struttura analoga nei procarioti ed eucarioti, differendo però la massa, che è minore nei nei procarioti ed eucarioti, differendo però la massa, che è minore nei primi.primi.

I ribosomi sono gli organelli cellulari più numerosi; sono costituiti da due I ribosomi sono gli organelli cellulari più numerosi; sono costituiti da due subunità, una maggiore e una minore, che si dissociano alla fine di ogni subunità, una maggiore e una minore, che si dissociano alla fine di ogni ciclo di sintesi di una proteina.  ciclo di sintesi di una proteina.  

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Nelle cellule che sintetizzano proteine da «esportazione», come gli enzimi digestivi che vengono secreti nello stomaco o nell'intestino, la maggior parte dei ribosomi aderisce alle membrane del reticolo endoplasmico.

Il reticolo endoplasmico rivestito da ribosomi è detto reticolo endoplasmico rugoso. Nelle cellule con reticolo endoplasmico rugoso, la rete di membrane rappresenta una via attraverso la quale vengono incanalate le sostanze che entrano o escono dalla cellula.Un certo numero di ribosomi legato ad una lunga molecola di RNA messaggero costituisce, nel suo insieme, un «poliribosoma» o «polisoma».

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I MITOCONDRI I MITOCONDRI possono essere considerati le centrali energetiche della cellula e possono essere considerati le centrali energetiche della cellula e

sono presenti in quasi tutte le cellule eucariote in numero variabile sono presenti in quasi tutte le cellule eucariote in numero variabile (tipicamente ne sono presenti circa 2000 per cellula, (tipicamente ne sono presenti circa 2000 per cellula, rappresentandone circa un quinto del volume totale).rappresentandone circa un quinto del volume totale).

hanno la dimensione dell'ordine di un milionesimo di millimetro ed hanno la dimensione dell'ordine di un milionesimo di millimetro ed ognuno di essi ha una sua precisa struttura ed una determinata ognuno di essi ha una sua precisa struttura ed una determinata funzione. funzione.

appaiono come granulazioni rotonde o allungate a bastoncino, appaiono come granulazioni rotonde o allungate a bastoncino, generalmente sono sferici o cilindrici ed il loro numero varia da generalmente sono sferici o cilindrici ed il loro numero varia da cellula a cellula (in quelle del fegato, per esempio, sono circa 2000 cellula a cellula (in quelle del fegato, per esempio, sono circa 2000 2500) e dipende dal tipo di lavoro effettuato dalla cellula. 2500) e dipende dal tipo di lavoro effettuato dalla cellula.

ogni mitocondrio è racchiuso da due membrane, che ne ogni mitocondrio è racchiuso da due membrane, che ne individuano cinque regioni dalle proprietà differenti: la membrana individuano cinque regioni dalle proprietà differenti: la membrana esterna, lo spazio intermembrana, la membrana interna, lo spazio esterna, lo spazio intermembrana, la membrana interna, lo spazio delle creste (formate dalle inflessioni della membrana interna) e la delle creste (formate dalle inflessioni della membrana interna) e la matrice. Dalla membrana interna si staccano delle protuberanze matrice. Dalla membrana interna si staccano delle protuberanze dette dette creste mitocondrialicreste mitocondriali. Sulle creste mitocondriali si trovano . Sulle creste mitocondriali si trovano gli enzimi destinati a recuperare l'energia contenuta negli gli enzimi destinati a recuperare l'energia contenuta negli alimenti. alimenti.

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Nel corso della loro vita queste organuli si rigonfiano e si contraggono; Nel corso della loro vita queste organuli si rigonfiano e si contraggono; questi movimenti sono personalizzati e dimostrano come ognuno di essi questi movimenti sono personalizzati e dimostrano come ognuno di essi svolga un lavoro particolare. I mitocondri lavorano in modo autonomo, svolga un lavoro particolare. I mitocondri lavorano in modo autonomo, assistono e nutrono gli altri organi nonché il nucleo ed il citoplasma. Sono assistono e nutrono gli altri organi nonché il nucleo ed il citoplasma. Sono dei lavoratori instancabili che si prendono a cuore il benessere dell'intero dei lavoratori instancabili che si prendono a cuore il benessere dell'intero organismo.organismo.

La principale funzione dei mitocondri è la conversione di vari La principale funzione dei mitocondri è la conversione di vari metabolitimetaboliti in in energia utilizzabile dalla cellula sotto forma di energia utilizzabile dalla cellula sotto forma di ATPATP. Ciò avviene attraverso . Ciò avviene attraverso pathwayspathways fondamentali come il fondamentali come il ciclo di ciclo di KrebsKrebs e la e la beta-ossidazionebeta-ossidazione e la e la conseguente conseguente fosforilazione ossidativafosforilazione ossidativa. I mitocondri sono implicati anche in . I mitocondri sono implicati anche in processi cellulari come l'processi cellulari come l'apoptosiapoptosi (morte cellulare programmata), la (morte cellulare programmata), la regolazione dello stato ossidativo della cellula, la sintesi dell'regolazione dello stato ossidativo della cellula, la sintesi dell'emeeme o la o la sintesi di sintesi di steroidisteroidi..

4343

STRUTTURA DI UN MITOCONDRIO DI UNA CELLULA ANIMALESTRUTTURA DI UN MITOCONDRIO DI UNA CELLULA ANIMALE

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Sono organuli tipici dei Sono organuli tipici dei vegetalivegetali, circondati anch'essi, come i , circondati anch'essi, come i mitocondrimitocondri, da , da una doppia membrana lipoproteica. Suna doppia membrana lipoproteica. Si classificano in:i classificano in:Cloroplasti: Cloroplasti: sede della fotosintesi clorofillianasede della fotosintesi clorofillianaAmiloplasti: Amiloplasti: sede di riserva di amidosede di riserva di amidoCromoplasti: Cromoplasti: ricchi di pigmenti ricchi di pigmenti

I cloroplasti possono esser considerati la controparte dei mitocondri. Invece di I cloroplasti possono esser considerati la controparte dei mitocondri. Invece di produrre COprodurre CO22 e H e H22O come scarto, essi svolgono la O come scarto, essi svolgono la fotosintesi clorofillianafotosintesi clorofilliana, che , che parte da quei composti per generare parte da quei composti per generare glucosioglucosio ed ed ossigenoossigeno. Anche i cloroplasti . Anche i cloroplasti possono esser presenti in numero, forma e dimensione variabili all'interno del possono esser presenti in numero, forma e dimensione variabili all'interno del citoplasma.citoplasma.

Rispetto agli altri organelli, i mitocondri ed i cloroplasti contengono al loro Rispetto agli altri organelli, i mitocondri ed i cloroplasti contengono al loro interno una molecola di interno una molecola di DNADNA indipendente da quello situato nel nucleo della indipendente da quello situato nel nucleo della cellula, che ne permette l'autoreplicazioni. Secondo la cellula, che ne permette l'autoreplicazioni. Secondo la teoria teoria endosimbionticaendosimbiontica, questo sarebbe dovuto al fatto che tali organelli deriverebbero da ancestrali , questo sarebbe dovuto al fatto che tali organelli deriverebbero da ancestrali cellule procariote libere.cellule procariote libere.

PLASTIDI

A e B: membrana esterna e interna  del cloroplasto C lamella D canale di collegamento fra le pile di grani E: grani

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Al microscopio elettronico appare costituito da due membrane Al microscopio elettronico appare costituito da due membrane concentriche e all'interno vi è una matrice contenente lamelle rotonde concentriche e all'interno vi è una matrice contenente lamelle rotonde poste l'una sopra l'altra a formare pile chiamate poste l'una sopra l'altra a formare pile chiamate grani.grani. Dalle lamelle dei Dalle lamelle dei grani si originano lamelle sottili e poco fitte chiamate grani si originano lamelle sottili e poco fitte chiamate lamelle stromalilamelle stromali. Le . Le lamelle fungono da supporto per unità singole, dette lamelle fungono da supporto per unità singole, dette quantosomiquantosomi, che , che sono aggregati di enzimi e pigmenti e provvedono a catturare l'energia sono aggregati di enzimi e pigmenti e provvedono a catturare l'energia luminosa (fotoni) azionando il processo fotosintetico di organicazíone del luminosa (fotoni) azionando il processo fotosintetico di organicazíone del carbonio, partendo da COcarbonio, partendo da CO22 e H e H22O per costruire glucosio (CO per costruire glucosio (C66HH1212OO66) ) liberando ossigeno.liberando ossigeno.

Il cloroplasto racchiude numerose lamine (dette Il cloroplasto racchiude numerose lamine (dette tilacoiditilacoidi) che ospitano ) che ospitano l'apparato fotosintetico, e si trovano tuffate entro una matrice che l'apparato fotosintetico, e si trovano tuffate entro una matrice che contiene un piccolo cromosoma anulare. contiene un piccolo cromosoma anulare.

I plastidiI plastidi derivano da altri plastidi attraverso la scissione binaria, la derivano da altri plastidi attraverso la scissione binaria, la forma di riproduzione tipica dei procarioti. Dunque non sono in grado di forma di riproduzione tipica dei procarioti. Dunque non sono in grado di formarsi "ex novo" in una cellula vegetale, questa caratteristica rafforza formarsi "ex novo" in una cellula vegetale, questa caratteristica rafforza la teoria endosimbiontica dei plastidi e li accomuna ai mitocondri. Infatti i la teoria endosimbiontica dei plastidi e li accomuna ai mitocondri. Infatti i plastidi possiedono un proprio cromosoma circolare esattamente come i plastidi possiedono un proprio cromosoma circolare esattamente come i procarioti. procarioti.

Lo Lo stromastroma è il fluido che si trova nella parte interna di un cloroplasto. In è il fluido che si trova nella parte interna di un cloroplasto. In esso sono immerse le membrane tilacoidi. Entro lo stroma avvengono le esso sono immerse le membrane tilacoidi. Entro lo stroma avvengono le reazioni della fase oscura (Ciclo di Calvin e fissazione del Carbonio). reazioni della fase oscura (Ciclo di Calvin e fissazione del Carbonio). Contiene diversi enzimi idrosolubili, il più abbondante dei quali è il Contiene diversi enzimi idrosolubili, il più abbondante dei quali è il ribulosio difosfato carbossilasi (RUDP), che serve a fissare l'anidride ribulosio difosfato carbossilasi (RUDP), che serve a fissare l'anidride carbonica. Il pH all'interno dello stroma è leggermente basico.carbonica. Il pH all'interno dello stroma è leggermente basico.  

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Nella foto si vede il cloroplasto al Nella foto si vede il cloroplasto al microscopio elettronico a trasmissionemicroscopio elettronico a trasmissione; il cloroplasto fotografato ; il cloroplasto fotografato

misura 4-5 misura 4-5 µmµm..

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Tutti i plastidi derivano dai plastidi dello zigote, che sono stati Tutti i plastidi derivano dai plastidi dello zigote, che sono stati ereditati a loro volta dalla cellula gametica femminile: l'uovo. ereditati a loro volta dalla cellula gametica femminile: l'uovo. Plastidi con difetti genetici nel loro cromosoma possono generare Plastidi con difetti genetici nel loro cromosoma possono generare cloroplasticloroplasti difettosi incapaci di produrre difettosi incapaci di produrre clorofillaclorofilla. In . In MirabilisMirabilis jalapajalapa (bella di notte) possono formarsi variegature dovuta proprio (bella di notte) possono formarsi variegature dovuta proprio alla presenza nell'uovo di plastidi mutanti e normali, che alla presenza nell'uovo di plastidi mutanti e normali, che segregano casualmente formando sulle segregano casualmente formando sulle fogliefoglie chiazze bianche, chiazze bianche, quando si segregano casulamente plastidi mutanti (difettosi) nelle quando si segregano casulamente plastidi mutanti (difettosi) nelle cellule figlie, e chiazze verdi attraverso la segregazione di plastidi cellule figlie, e chiazze verdi attraverso la segregazione di plastidi funzionali.funzionali.

La luce ha un ruolo base nel differenziamento dei cloroplasti. In un La luce ha un ruolo base nel differenziamento dei cloroplasti. In un fusticino di fusticino di plantulaplantula si nota al microscopio ottico, che gli strati più si nota al microscopio ottico, che gli strati più esterni di cellule parenchimatiche contengono prevalentemente esterni di cellule parenchimatiche contengono prevalentemente cloroplasti, mentre gli strati più interni, non raggiunti dalla luce, si cloroplasti, mentre gli strati più interni, non raggiunti dalla luce, si trovano i trovano i leucoplastileucoplasti. Nella parte aerea la pianta abbonda di . Nella parte aerea la pianta abbonda di cloroplasti mentre nella parte sotterranea scarseggiano o ne sono cloroplasti mentre nella parte sotterranea scarseggiano o ne sono del tutto privi, infatti, nelle radici troviamo soprattutto del tutto privi, infatti, nelle radici troviamo soprattutto leucoplastileucoplasti..

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Cellule contenenti cloroplasti ricchi di clorofilla

Cloroplasti nelle foglioline di muschio

Il colore verde di molti organi vegetali è dovuto alla presenza, all’interno delle cellule, di specifici pigmenti, le clorofille. Questi pigmenti sono contenuti all’interno di particolari plastidi, detti CLOROPLASTI, importanti perché sede del processo della fotosintesi clorofilliana.

Il colore rosso, arancione o giallo di molti organi vegetali è spesso dovuto alla presenza, all’interno delle cellule, di specifici pigmenti che talvolta cristallizzano. Questi pigmenti, a loro volta, sono contenuti all’interno di particolari plastidi, detti CROMOPLASTI

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VACUOLOVACUOLO

nella cellula vegetale ritroviamo un grosso nella cellula vegetale ritroviamo un grosso vacuolovacuolo, cioè una , cioè una vescicola delimitata da una membrana simile a quella cellulare vescicola delimitata da una membrana simile a quella cellulare (detta (detta tonoplastotonoplasto), contenente acqua e sostanze che il citoplasma ), contenente acqua e sostanze che il citoplasma contiene in eccesso (antociani, flavonoidi, alcaloidi, tannini, oli contiene in eccesso (antociani, flavonoidi, alcaloidi, tannini, oli essenziali, inulina, acidi organici ecc. in relazione al tipo di cellula). essenziali, inulina, acidi organici ecc. in relazione al tipo di cellula).

I vacuoli fungono quindi da deposito di sostanze di riserva e I vacuoli fungono quindi da deposito di sostanze di riserva e rifiuto, e ricoprono un ruolo importante nella conservazione rifiuto, e ricoprono un ruolo importante nella conservazione dell'equilibrio osmotico tra la cellula e l'ambiente esterno; piccoli e dell'equilibrio osmotico tra la cellula e l'ambiente esterno; piccoli e numerosi quando è giovane, aumentano di dimensioni scendendo numerosi quando è giovane, aumentano di dimensioni scendendo di numero mano a mano che invecchia.di numero mano a mano che invecchia.

I vacuoli sono organelli in grado di conservare al loro interno I vacuoli sono organelli in grado di conservare al loro interno nutrienti e sostanze di scarto. Alcuni vacuoli possono anche nutrienti e sostanze di scarto. Alcuni vacuoli possono anche contenere acqua di riserva. Alcune cellule, come quelle del genere contenere acqua di riserva. Alcune cellule, come quelle del genere AmoebaAmoeba, hanno vacuoli contrattili, in grado di pompare acqua , hanno vacuoli contrattili, in grado di pompare acqua all'esterno della cellula qualora ce ne sia di surplus.all'esterno della cellula qualora ce ne sia di surplus.

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Reticolo endoplasmatico e Reticolo endoplasmatico e Apparato del GolgiApparato del Golgi

Il reticolo endoplasmatico (RE) è costituito da una serie di Il reticolo endoplasmatico (RE) è costituito da una serie di membrane ripiegate l'una sull'altra a formare tubuli e membrane ripiegate l'una sull'altra a formare tubuli e sacchetti che hanno il compito di raccogliere le proteine sacchetti che hanno il compito di raccogliere le proteine sintetizzate dai ribosomi, di trasportarle e smistarle, a sintetizzate dai ribosomi, di trasportarle e smistarle, a seconda che siano destinate a subire determinate seconda che siano destinate a subire determinate modificazioni o dirette verso specifiche destinazioni cellulari modificazioni o dirette verso specifiche destinazioni cellulari (ad esempio l'apparato di Golgi).(ad esempio l'apparato di Golgi).

Si differenziano due regioni di RE: il reticolo endoplasmatico Si differenziano due regioni di RE: il reticolo endoplasmatico ruvido, sulla cui superficie sono contenuti i ruvido, sulla cui superficie sono contenuti i ribosomiribosomi (i (i corpuscoli riboproteici responsabili della sintesi proteica), e corpuscoli riboproteici responsabili della sintesi proteica), e quello liscio, che ne è privo ed è maggiormente impegnato ad quello liscio, che ne è privo ed è maggiormente impegnato ad operare modificazioni post-traduzionali sulle proteine.operare modificazioni post-traduzionali sulle proteine.

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L‘L‘Apparato del GolgiApparato del Golgi, , ( o Corpo del Golgi )( o Corpo del Golgi )

è una struttura scoperta nel 1898 dal medico Camillo Golgi. E' è una struttura scoperta nel 1898 dal medico Camillo Golgi. E' presente all'interno delle cellule eucariotiche animali e vegetali presente all'interno delle cellule eucariotiche animali e vegetali ma non si riscontra nei batteri o nei micoplasmi che sono dei ma non si riscontra nei batteri o nei micoplasmi che sono dei batteri molto più semplici in quanto privi della parete cellulare.batteri molto più semplici in quanto privi della parete cellulare.

È un complesso di membrane lisce raccolte a formare sacchi È un complesso di membrane lisce raccolte a formare sacchi appiattiti (cisterne o sacculi) addossati gli uni agli altri e spesso appiattiti (cisterne o sacculi) addossati gli uni agli altri e spesso disposti concentricamente, racchiudendo porzioni di citoplasma disposti concentricamente, racchiudendo porzioni di citoplasma ricche di vacuoli.ricche di vacuoli.I bordi delle cisterne, soprattutto nei vegetali, sono frastagliati; I bordi delle cisterne, soprattutto nei vegetali, sono frastagliati; sovente, parti di esse si distaccano per formare vescicole, le sovente, parti di esse si distaccano per formare vescicole, le quali sono piccole cavità racchiuse in una membrana. Le quali sono piccole cavità racchiuse in una membrana. Le proteine sintetizzate per essere secrete, formate sui ribosomi proteine sintetizzate per essere secrete, formate sui ribosomi alla superficie del reticolo endoplasmico, sono incanalate nei alla superficie del reticolo endoplasmico, sono incanalate nei corpi di Golgi dove vengono accumulate e racchiuse in corpi di Golgi dove vengono accumulate e racchiuse in vescicole. Tali vescicole vengono poi trasportate sino al vescicole. Tali vescicole vengono poi trasportate sino al rivestimento cellulare esterno e quindi liberate al di fuori della rivestimento cellulare esterno e quindi liberate al di fuori della cellula.cellula.

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si tende a ritenere che le membrane del Golgi siano dinamicamente collegate al reticolo sia liscio che rugoso, ed anche all'involucro nucleare.

ha la funzione di immagazzinare, concentrare e distribuire le proteine da trasportare fuori dalla cellula (secrezione) e quelle che, pur rimanendo all'interno di essa, devono rimanere separate dal citoplasma mediante una membrana.

riceve dal reticolo endoplasmatico liscio i lipidi da usare per la sintesi delle lipoproteine, molecole organiche formate appunto da una parte lipidica e da una proteica.

L'apparato di Golgi sintetizza anche polisaccaridi, molecole organiche formate da una catena di zuccheri, che la cellula secerne nell'ambiente esterno come tali o legati a proteine (glicoproteine).

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Ad esempioAd esempio, le cellule vegetali producono cellulosa (polisaccaride composto , le cellule vegetali producono cellulosa (polisaccaride composto da molecole di glucosio) e la pectina, che vengono secrete e utilizzate per la da molecole di glucosio) e la pectina, che vengono secrete e utilizzate per la costruzione della parete ; alcune cellule animali producono glicoproteine che costruzione della parete ; alcune cellule animali producono glicoproteine che diventano i componenti principali del muco da esse secreto. Situato in diventano i componenti principali del muco da esse secreto. Situato in vicinanza del nucleo, l'apparato dei Golgi ha una forma arcuata, ed è vicinanza del nucleo, l'apparato dei Golgi ha una forma arcuata, ed è orientato in modo da avere la convessità verso il nucleo e la concavità verso orientato in modo da avere la convessità verso il nucleo e la concavità verso la membrana cellulare.la membrana cellulare.

Le proteine e i lipidi sintetizzati rispettivamente dai ribosomi e dal reticolo Le proteine e i lipidi sintetizzati rispettivamente dai ribosomi e dal reticolo endoplasmatico liscio, vengono convogliati nel reticolo endoplasmatico, dove endoplasmatico liscio, vengono convogliati nel reticolo endoplasmatico, dove sono racchiusi in minuscole strutture tondeggianti delimitate da membrana, sono racchiusi in minuscole strutture tondeggianti delimitate da membrana, dette vescicole; queste ultime vanno a fondersi con la cisterna dell'apparato dette vescicole; queste ultime vanno a fondersi con la cisterna dell'apparato di Golgi più vicina al nucleo (superficie di formazione). di Golgi più vicina al nucleo (superficie di formazione).

Da qui proteine e lipidi vengono convogliati progressivamente attraverso le Da qui proteine e lipidi vengono convogliati progressivamente attraverso le pile di cisterne fino a raggiungere la superficie di maturazione, ossia la pile di cisterne fino a raggiungere la superficie di maturazione, ossia la cisterna più vicina alla membrana plasmatica. cisterna più vicina alla membrana plasmatica.

Nell'apparato di Golgi le proteine possono essere modificate mediante Nell'apparato di Golgi le proteine possono essere modificate mediante l'aggiunta di lipidi (lipoproteine) o carboidrati (glicoproteine). I materiali così l'aggiunta di lipidi (lipoproteine) o carboidrati (glicoproteine). I materiali così sintetizzati vengono racchiusi all'interno di una vescicola mediante sintetizzati vengono racchiusi all'interno di una vescicola mediante l'estroflessione della membrana plasmatica; in tal modo, essi restano separati l'estroflessione della membrana plasmatica; in tal modo, essi restano separati dal citoplasma. Le vescicole sono poi smistate a seconda della loro dal citoplasma. Le vescicole sono poi smistate a seconda della loro destinazione: le proteine che devono tornare nel reticolo endoplasmatico destinazione: le proteine che devono tornare nel reticolo endoplasmatico vengono riconosciute e trasportate dove sono richieste. Alcune proteine e vengono riconosciute e trasportate dove sono richieste. Alcune proteine e lipoproteine sono invece inviate alla superficie della cellula per essere liberate lipoproteine sono invece inviate alla superficie della cellula per essere liberate nell'ambiente esterno (processo di secrezione). Altre ancora sono trasferite nell'ambiente esterno (processo di secrezione). Altre ancora sono trasferite nei lisosomi, piccole strutture endocellulari contenenti enzimi digestivi. nei lisosomi, piccole strutture endocellulari contenenti enzimi digestivi.

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LE FUNZIONI DELLA CELLULALE FUNZIONI DELLA CELLULA

Metabolismo cellulareMetabolismo cellulare Movimento, adattabilità e riproduzione cellulareMovimento, adattabilità e riproduzione cellulare Il ciclo cellulare Il ciclo cellulare La mitosiLa mitosi Ciclo di KrebsCiclo di Krebs

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Il metabolismo cellulareIl metabolismo cellulare

Con tale termine si indicano i continui processi, sia chimici che fisici, cui è soggetto il protoplasma e Con tale termine si indicano i continui processi, sia chimici che fisici, cui è soggetto il protoplasma e che danno luogo al continuo scambio di energia e di sostanze tra l'ambiente esterno e la cellula che danno luogo al continuo scambio di energia e di sostanze tra l'ambiente esterno e la cellula stessa.stessa.

Si distingue:Si distingue:

a) anabolismo cellulare, in cui si comprendono tutti i processi per mezzo dei quali la a) anabolismo cellulare, in cui si comprendono tutti i processi per mezzo dei quali la cellula si arricchisce di sostanze vitali per essa e immagazzina complesse cellula si arricchisce di sostanze vitali per essa e immagazzina complesse molecole chimiche fondamentali per la sua evoluzione e per il suo trofismo;molecole chimiche fondamentali per la sua evoluzione e per il suo trofismo;

b) catabolismo cellulare, con cui si intendono tutti i processi distruttivi cui vanno incontro le b) catabolismo cellulare, con cui si intendono tutti i processi distruttivi cui vanno incontro le molecole chimiche precedentemente immagazzinate; distruzione che porta alla formazione di molecole chimiche precedentemente immagazzinate; distruzione che porta alla formazione di energia con conseguente eliminazione dei rifiuti.energia con conseguente eliminazione dei rifiuti.

Tutti questi processi si possono raccogliere Tutti questi processi si possono raccogliere sotto un comune denominatore:sotto un comune denominatore:

ricambio cellularericambio cellulare

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L'assunzione di particelle solide avviene per mezzo della fagocitosi. Tale L'assunzione di particelle solide avviene per mezzo della fagocitosi. Tale

proprietà venne studiata per la prima volta sui proprietà venne studiata per la prima volta sui leucocitileucociti di un mollusco da di un mollusco da Haeckel, nel 1862, e consiste nella emissione di pseudopodi Haeckel, nel 1862, e consiste nella emissione di pseudopodi (prolungamenti, dovuti ad estroflessioni della membrana cellulare) o di (prolungamenti, dovuti ad estroflessioni della membrana cellulare) o di membranelle ondulanti, per cui il materiale da inglobare viene circoscritto membranelle ondulanti, per cui il materiale da inglobare viene circoscritto da tali prolungamenti ed infine inglobato entro il citoplasma. da tali prolungamenti ed infine inglobato entro il citoplasma.

In base alle proprietà fagocitanti, le cellule sono state distinte in In base alle proprietà fagocitanti, le cellule sono state distinte in macrofagimacrofagi e in microfagi: i primi sono in grado di assimilare cellule batteriche al e in microfagi: i primi sono in grado di assimilare cellule batteriche al completo, i microfagi, invece, solo parti corpuscolate o residui di cellule. completo, i microfagi, invece, solo parti corpuscolate o residui di cellule. Entrambi i tipi di cellule fagocitanti sono abbondantemente rappresentati Entrambi i tipi di cellule fagocitanti sono abbondantemente rappresentati nel corpo umano. Le funzioni a cui tali elementi sono deputati sono: difesa nel corpo umano. Le funzioni a cui tali elementi sono deputati sono: difesa contro i germi e i microorganismi patogeni in genere, eliminazione di contro i germi e i microorganismi patogeni in genere, eliminazione di pulviscolo atmosferico che attraverso la respirazione perviene negli alveoli pulviscolo atmosferico che attraverso la respirazione perviene negli alveoli polmonari, eliminazione di detriti da organi in via di decomposizione (come polmonari, eliminazione di detriti da organi in via di decomposizione (come avviene per esempio nella metamorfosi di alcuni animali) e infine avviene per esempio nella metamorfosi di alcuni animali) e infine l'assorbimento dei processi infiammatori. Il meccanismo principale per l'assorbimento dei processi infiammatori. Il meccanismo principale per mezzo del quale la cellula si nutre avviene attraverso l'assorbimento di mezzo del quale la cellula si nutre avviene attraverso l'assorbimento di particelle liquide. A tale riguardo, la particelle liquide. A tale riguardo, la membrana cellularemembrana cellulare svolge una svolge una funzione fondamentale. Essa si comporta infatti, come una membrana funzione fondamentale. Essa si comporta infatti, come una membrana semipermeabile, come un filtro, permettendo il passaggio di determinate semipermeabile, come un filtro, permettendo il passaggio di determinate sostanze e non di altre, anche se con notevole affinità chimica. Si è notato sostanze e non di altre, anche se con notevole affinità chimica. Si è notato inoltre che la disponibilità ad assorbire della membrana varia a seconda inoltre che la disponibilità ad assorbire della membrana varia a seconda dello stato funzionale in cui essa si trova: per esempio, se la cellula, in un dello stato funzionale in cui essa si trova: per esempio, se la cellula, in un determinato stato, non avrà bisogno di lipidi, pur potendoli assorbire, non li determinato stato, non avrà bisogno di lipidi, pur potendoli assorbire, non li introdurrà, in quanto il suo fabbisogno è per il momento espletato.introdurrà, in quanto il suo fabbisogno è per il momento espletato.

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Movimento, adattabilità e Movimento, adattabilità e riproduzione cellulareriproduzione cellulare

Movimento cellulareMovimento cellulare

Anche le cellule compiono movimenti; questa necessità è dettata in genere dal Anche le cellule compiono movimenti; questa necessità è dettata in genere dal bisogno di potersi spostare verso zone dove è più facile procurarsi il nutrimento, bisogno di potersi spostare verso zone dove è più facile procurarsi il nutrimento, oppure, come nell’organismo umano, verso zone dove svolgere funzioni specifiche. oppure, come nell’organismo umano, verso zone dove svolgere funzioni specifiche. Molte cellule, ancorate ad altre cellule per formare gli epiteli, anziché spostarsi per Molte cellule, ancorate ad altre cellule per formare gli epiteli, anziché spostarsi per raggiungere il cibo, muovono i liquidi che le circondano provocando un ricambio raggiungere il cibo, muovono i liquidi che le circondano provocando un ricambio continuo di sostanze con cui vengono a contatto. continuo di sostanze con cui vengono a contatto.

La capacità delle cellule di spostarsi in un ambiente liquido o aeriforme, avviene La capacità delle cellule di spostarsi in un ambiente liquido o aeriforme, avviene attraverso movimento diretto o indiretto. attraverso movimento diretto o indiretto.

Il movimento indirettoIl movimento indiretto si ha del tutto passivamente, per mezzo del vento (è il caso si ha del tutto passivamente, per mezzo del vento (è il caso del polline), per mezzo dell'acqua, oppure con il torrente circolatorio. del polline), per mezzo dell'acqua, oppure con il torrente circolatorio.

Un tipo speciale di moto indirettoUn tipo speciale di moto indiretto è il movimento browniano, che si esplica con è il movimento browniano, che si esplica con l'urto delle cellule con molecole colloidali contenute in un mezzo; tale tipo di l'urto delle cellule con molecole colloidali contenute in un mezzo; tale tipo di movimento è molto irregolare (a zig-zag). movimento è molto irregolare (a zig-zag).

Il movimento direttoIl movimento diretto è caratteristico di talune cellule che per esplicarlo devono è caratteristico di talune cellule che per esplicarlo devono possedere alcune peculiarità: cellule ameboidi, cellule ciliate, cellule muscolari. possedere alcune peculiarità: cellule ameboidi, cellule ciliate, cellule muscolari.

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Il moto delle cellule ameboidi è caratterizzato dall’emissione di propaggini di Il moto delle cellule ameboidi è caratterizzato dall’emissione di propaggini di sostanza cellulare (gli pseudopodi). Queste propaggini possono essere emesse sostanza cellulare (gli pseudopodi). Queste propaggini possono essere emesse in qualsiasi punto della parete cellulare, ma quando vengono estroflesse in in qualsiasi punto della parete cellulare, ma quando vengono estroflesse in una determinata direzione e sempre in quella, permettono piccoli spostamenti una determinata direzione e sempre in quella, permettono piccoli spostamenti della cellula. La velocità di movimento non è superiore a pochi micron al della cellula. La velocità di movimento non è superiore a pochi micron al minuto. minuto.

Nell’organismo umano utilizzano il movimento ameboide cellule (per esempio, Nell’organismo umano utilizzano il movimento ameboide cellule (per esempio, i macrofagi) che hanno funzione di “spazzini”, cioè ripuliscono, inglobando e i macrofagi) che hanno funzione di “spazzini”, cioè ripuliscono, inglobando e digerendo tutti i detriti di cellule morte o i batteri penetrati nell’organismo.digerendo tutti i detriti di cellule morte o i batteri penetrati nell’organismo.

Esempio di movimento ameboide: il più semplice tra i movimenti della Esempio di movimento ameboide: il più semplice tra i movimenti della cellula.cellula.Movimento cellulareMovimento cellulare

Usano questo tipo di locomozione anche altre cellule presenti nel sangue, i linfociti e i granulociti, che attraversano i vasi sanguigni per portarsi nei siti di infezione dove svolgono la loro funzione di difesa dell’organismo. Al movimento ameboide è strettamente correlata la fagocitosi, cioè la capacità da parte di alcune cellule (per esempio, macrofagi, granulociti) di inglobare grosse particelle (come i batteri) e di digerirli. Nella fagocitosi la cellula emette grandi estroflessioni che circondano la particella e si ricongiungono racchiudendola in una grossa vescicola; questa la fonderà con i lisosomi che contengono enzimi digestivi, dando il via alla demolizione.

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Le cellule ciliate e flagellate sono invece in grado di eseguire il cosiddetto movimento vibratile, per mezzo di organuli a filamento impiantati stabilmente nelle cellule, detti flagelli e ciglia.

I flagelli sono un elemento classificatore di un’ intera classe di Protozoi detti appunto Flagellati: nell'uomo si riscontrano solo nello spermatozoo;

le ciglia sono invece molto più frequenti nelle cellule, sia del regno animale che vegetale: nell'uomo si trovano sulla parte libera di cellule tappezzanti le vie respiratorie, l'utero, la tuba, i dotti efferenti del testicolo. Ogni ciglia possiede all'interno del citoplasma un corpiciattolo su cui si fissa, detto corpuscolo basale.

I filamenti eseguono due tipi di movimento: uno rotatorio, per cui il flagello si avvita su se stesso, ed uno oscillatorio, simile a quello della coda di pesce; il risultato di questi movimenti può essere sia una propulsione della cellula, che una retrazione.

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L'ultimo tipo di movimento cui le cellule sono soggette è il L'ultimo tipo di movimento cui le cellule sono soggette è il movimento muscolare: a tale moto sono soggette solamente le movimento muscolare: a tale moto sono soggette solamente le cellule muscolari lisce e striate e consiste nella contrazione di cellule muscolari lisce e striate e consiste nella contrazione di particolari elementi differenziati contenuti all'interno della cellula particolari elementi differenziati contenuti all'interno della cellula detti miofibrille. La contrazione delle miofibrille, e di conseguenza detti miofibrille. La contrazione delle miofibrille, e di conseguenza di tutta la cellula muscolare, non è mai spontanea ma avviene di tutta la cellula muscolare, non è mai spontanea ma avviene sempre in seguito a un eccitamento dovuto ad impulsi nervosi.sempre in seguito a un eccitamento dovuto ad impulsi nervosi.

Adattabilità cellulareAdattabilità cellulare

Con questo termine si intende la capacità di una cellula di poter Con questo termine si intende la capacità di una cellula di poter reagire agli stimoli dell'ambiente esterno e di potersi adattare ad reagire agli stimoli dell'ambiente esterno e di potersi adattare ad esso in modo da realizzare le migliori condizioni vitali. Gli stimoli esso in modo da realizzare le migliori condizioni vitali. Gli stimoli possono essere di varia natura e non necessariamente dannosi possono essere di varia natura e non necessariamente dannosi alla vita cellulare; a seconda, appunto, della dannosità o meno alla vita cellulare; a seconda, appunto, della dannosità o meno dello stimolo, la cellula risponde con un movimento che può dello stimolo, la cellula risponde con un movimento che può essere di orientazione (tropismo) oppure di allontanamento (tassì). essere di orientazione (tropismo) oppure di allontanamento (tassì). Sia il tropismo, che la tassi possono essere negativi qualora la Sia il tropismo, che la tassi possono essere negativi qualora la cellula si allontani rifiutando lo stimolo, oppure positivi se cellula si allontani rifiutando lo stimolo, oppure positivi se l’elemento si avvicina alla sorgente dello stimolo. l’elemento si avvicina alla sorgente dello stimolo.

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Riproduzione cellulareRiproduzione cellulare

La divisione cellulare è un processo essenziale per la La divisione cellulare è un processo essenziale per la continuazione della specie: infatti in tutti gli esseri viventi, sia continuazione della specie: infatti in tutti gli esseri viventi, sia animali, che vegetali, le cellule non possono originarsi che per la animali, che vegetali, le cellule non possono originarsi che per la divisione di cellule madri precedenti. Ad individuo già concepito la divisione di cellule madri precedenti. Ad individuo già concepito la divisione cellulare porta alla sua morfogenesi, vale a dire che sull'divisione cellulare porta alla sua morfogenesi, vale a dire che sull'uovo fecondatouovo fecondato si edificano tutti gli abbozzi embrionali che si edificano tutti gli abbozzi embrionali che daranno luogo ai singoli organi: è il mezzo del suo accrescimento daranno luogo ai singoli organi: è il mezzo del suo accrescimento attraverso il quale da un individuo neonato di piccola mole si attraverso il quale da un individuo neonato di piccola mole si arriva all'individuo maturo. arriva all'individuo maturo.

Infine, la divisione cellulare è l'unico mezzo a disposizione Infine, la divisione cellulare è l'unico mezzo a disposizione dell'essere vivente per la riparazione delle perdite avvenute per dell'essere vivente per la riparazione delle perdite avvenute per ragioni fisiologiche o per traumi. Ricorrendo alla meiosi e alla ragioni fisiologiche o per traumi. Ricorrendo alla meiosi e alla riproduzione sessuale, gli organismi pluricellulari rimescolano il riproduzione sessuale, gli organismi pluricellulari rimescolano il materiale genetico dei genitori per aumentare la variabilità materiale genetico dei genitori per aumentare la variabilità genetica. genetica.

Due sono le modalità della riproduzione cellulare: la divisione Due sono le modalità della riproduzione cellulare: la divisione diretta o amitosi e la divisione indiretta o diretta o amitosi e la divisione indiretta o mitosimitosi o cariocinesi. o cariocinesi.

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IL CICLO CELLULAREIL CICLO CELLULARE Una cellula si divide quando si crea una sproporzione tra superficie e Una cellula si divide quando si crea una sproporzione tra superficie e

volume. Quando una cellula si accresce, il volume. Quando una cellula si accresce, il volumevolume aumenta molto più della aumenta molto più della superficie, cioè della membrana plasmatica. In un tempo relativamente superficie, cioè della membrana plasmatica. In un tempo relativamente breve, i costituenti interni di una cellula in crescita avranno quindi a breve, i costituenti interni di una cellula in crescita avranno quindi a disposizione una superficie proporzionalmente meno estesa attraverso cui disposizione una superficie proporzionalmente meno estesa attraverso cui ottenere le sostanze nutritive ed eliminare i prodotti di rifiuto. Ciò ottenere le sostanze nutritive ed eliminare i prodotti di rifiuto. Ciò compromette gravemente la vita della cellula, che di conseguenza deve compromette gravemente la vita della cellula, che di conseguenza deve dividersi. dividersi.

Si definisce ciclo cellulare la sequenza di eventi compresa tra due Si definisce ciclo cellulare la sequenza di eventi compresa tra due divisioni cellulari successive. divisioni cellulari successive.

Negli organismi unicellulari (per esempio, batteri, amebe) il ciclo cellulare Negli organismi unicellulari (per esempio, batteri, amebe) il ciclo cellulare coincide con il ciclo vitale (cioè con l'insieme degli eventi tra una coincide con il ciclo vitale (cioè con l'insieme degli eventi tra una generazione e quella succesiva). generazione e quella succesiva).

Negli organismi pluricellulari il ciclo cellulare è in genere una parte del ciclo Negli organismi pluricellulari il ciclo cellulare è in genere una parte del ciclo vitale (quello relativo alla crescita corporea, che si compie appunto vitale (quello relativo alla crescita corporea, che si compie appunto attraverso ripetute divisioni cellulari). La maggior parte degli organismi attraverso ripetute divisioni cellulari). La maggior parte degli organismi pluricellulari completa infatti il proprio ciclo vitale attraverso la riproduzione pluricellulari completa infatti il proprio ciclo vitale attraverso la riproduzione sessuale, che comporta la fecondazione di una cellula uovo da parte di uno sessuale, che comporta la fecondazione di una cellula uovo da parte di uno spermatozoo. Cellule uovo e spermatozoi sono cellule sessuali che si spermatozoo. Cellule uovo e spermatozoi sono cellule sessuali che si originano attraverso una particolare forma di divisione cellulare chiamata originano attraverso una particolare forma di divisione cellulare chiamata meiosimeiosi. .

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Al termine di un ciclo cellulare si formano due cellule figlie identiche alla Al termine di un ciclo cellulare si formano due cellule figlie identiche alla cellula madre dalla quale derivano. Questa identità è garantita dalla cellula madre dalla quale derivano. Questa identità è garantita dalla duplicazione dell'informazione genetica completa della cellula madre nei duplicazione dell'informazione genetica completa della cellula madre nei nuclei delle due nuove cellule. Il materiale genetico è rappresentato dal nuclei delle due nuove cellule. Il materiale genetico è rappresentato dal DNA, che normalmente è disperso in tutto il nucleo come una massa DNA, che normalmente è disperso in tutto il nucleo come una massa confusa (cromatina ). Durante la divisione cellulare, il DNA si spiralizza confusa (cromatina ). Durante la divisione cellulare, il DNA si spiralizza formando i cromosomi ("corpi colorati"; v. fig. 6.1), costituiti da due bracci formando i cromosomi ("corpi colorati"; v. fig. 6.1), costituiti da due bracci (cromatidi) uniti tra loro in corrispondenza di una regione particolare (cromatidi) uniti tra loro in corrispondenza di una regione particolare (centromero). (centromero).

Nella maggior parte delle cellule (cellule somatiche) si trovano coppie di Nella maggior parte delle cellule (cellule somatiche) si trovano coppie di cromosomi (ciascun membro della coppia è detto cromosoma omologo) cromosomi (ciascun membro della coppia è detto cromosoma omologo) con la stessa forma, la stessa lunghezza e un'informazione genetica molto con la stessa forma, la stessa lunghezza e un'informazione genetica molto simile: uno di origine paterna e uno di origine materna. simile: uno di origine paterna e uno di origine materna.

Si definisce diploide la cellula che possiede coppie di cromosomi omologhi. Si definisce diploide la cellula che possiede coppie di cromosomi omologhi. Il numero dei cromosomi nelle cellule diploidi è caratteristico di ogni specie Il numero dei cromosomi nelle cellule diploidi è caratteristico di ogni specie (nell'uomo è 46). (nell'uomo è 46).

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La mitosiLa mitosi

La mitosi è un processo biologico in cui si verifica una divisione di una La mitosi è un processo biologico in cui si verifica una divisione di una cellula madre in due cellule figlie che risulteranno geneticamente uguali cellula madre in due cellule figlie che risulteranno geneticamente uguali alla madre. La mitosi è un fenomeno molto diffuso a tutti i livelli di alla madre. La mitosi è un fenomeno molto diffuso a tutti i livelli di organizzazione. E’ difatti utilizzato dai più semplici batteri per riprodursi in organizzazione. E’ difatti utilizzato dai più semplici batteri per riprodursi in colonie e dagli organismi più evoluti per processi di accrescimento. Dopo la colonie e dagli organismi più evoluti per processi di accrescimento. Dopo la fecondazione, ad esclusione della gametogenesi dove i fenomeni iniziali fecondazione, ad esclusione della gametogenesi dove i fenomeni iniziali sono di tipo meiotico, la stragrande maggioranza dei processi di divisione è sono di tipo meiotico, la stragrande maggioranza dei processi di divisione è di tipo mitotico.di tipo mitotico.

La mitosi nelle cellule eucariotiche, poiché possiedono un corredo La mitosi nelle cellule eucariotiche, poiché possiedono un corredo cromosomico non uniforme ma disperso nel citoplasma, prende il nome di cromosomico non uniforme ma disperso nel citoplasma, prende il nome di scissione binaria.scissione binaria.

Le fasi della mitosi sono cinque:Le fasi della mitosi sono cinque:

- Profase e prometafase- Profase e prometafase

- Metafase- Metafase

- Anafase- Anafase

- Telofase- Telofase

- Citodieresi- Citodieresi

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INFORMAZIONE GENETICAINFORMAZIONE GENETICA

GENI, CROMOSOMI, GENOMIGENI, CROMOSOMI, GENOMI

Un GENE è un tratto di DNA che contiene l’informazione Un GENE è un tratto di DNA che contiene l’informazione per produrre:per produrre:

a) una specifica proteina;a) una specifica proteina;

b) uno specifico rRNA, tRNA, o altro RNA non tradotto;b) uno specifico rRNA, tRNA, o altro RNA non tradotto;

l’insieme dei geni di un organismo si chiama GENOMAl’insieme dei geni di un organismo si chiama GENOMA

il genoma è organizzato fisicamente in CROMOSOMIil genoma è organizzato fisicamente in CROMOSOMI

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• Un cromosoma: prima di duplicarsi, è costituito da un cromatidio. Dopo la replicazione del DNA è formato da due cromatidi “fratelli”, che appaiono uniti nella regione del centromero. Quando i due cromatidi si separano, si avranno due nuovi cromosomi uguali (ciascuno costituito da un cromatidio)

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LA PROFASELA PROFASE: la cromatina si addensa a formare i cromosomi; i centrioli, : la cromatina si addensa a formare i cromosomi; i centrioli,

precedentemente duplicati, cominciano ad allontanarsi tra loro.precedentemente duplicati, cominciano ad allontanarsi tra loro.

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LA PROMETAFASELA PROMETAFASE: i centrioli si posizionano ai poli della cellula : i centrioli si posizionano ai poli della cellula creando un fuso mitotico; la membrana nucleare si rompe e i creando un fuso mitotico; la membrana nucleare si rompe e i

cromosomi vengono legati dai microtubuli che compongono il fuso.cromosomi vengono legati dai microtubuli che compongono il fuso.

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LA METAFASELA METAFASE: i cromosomi si dispongono all'equatore della cellula : i cromosomi si dispongono all'equatore della cellula in modo che siano tutti allineatiin modo che siano tutti allineati

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L'ANAFASE:L'ANAFASE: il centromero di ogni cromosoma si divide; in questo il centromero di ogni cromosoma si divide; in questo modo i cromatidi fratelli migrano ai poli opposti della cellula grazie ai modo i cromatidi fratelli migrano ai poli opposti della cellula grazie ai microtubuli che si accorciano trascinandolimicrotubuli che si accorciano trascinandoli

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LA TELOFASE e LA CITOCHINESILA TELOFASE e LA CITOCHINESI: i cromatidi fratelli sono giunti ai : i cromatidi fratelli sono giunti ai due poli e attorno a loro cominciano a formarsi due membrane due poli e attorno a loro cominciano a formarsi due membrane

nucleari; questo fa in modo che si formino due nuclei distinti. Dopo la nucleari; questo fa in modo che si formino due nuclei distinti. Dopo la formazione dei due nuclei avviene la Citochinesi  ovvero la divisione formazione dei due nuclei avviene la Citochinesi  ovvero la divisione del citoplasma della cellula. Alla fine di questo processo si ottengono del citoplasma della cellula. Alla fine di questo processo si ottengono

due cellule distinte, le cellule figlie.due cellule distinte, le cellule figlie.

ccellellule ule disdistintinte, te, le le celcellullule e figlfiglie.ie.

                                                                                                          

                                                          

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CICLO DI KREBSCICLO DI KREBS

Il Il ciclo di Krebsciclo di Krebs (anche detto (anche detto ciclo degli acidi tricarbossiliciciclo degli acidi tricarbossilici o o ciclo dell'ciclo dell'acido citricoacido citrico) è un ) è un ciclo metabolicociclo metabolico di importanza fondamentale in tutte le di importanza fondamentale in tutte le cellulecellule che utilizzano che utilizzano ossigenoossigeno nel processo della nel processo della respirazione cellularerespirazione cellulare. In . In questi questi organismiorganismi aerobiciaerobici, il ciclo di Krebs è l'anello di congiunzione delle , il ciclo di Krebs è l'anello di congiunzione delle vie metabolichevie metaboliche responsabili della degradazione ( responsabili della degradazione (catabolismocatabolismo) dei ) dei carboidraticarboidrati, , dei dei grassigrassi e delle e delle proteineproteine in in anidride carbonicaanidride carbonica e e acquaacqua con la formazione di con la formazione di energia chimica.energia chimica.

Il ciclo di Krebs è una via metabolica Il ciclo di Krebs è una via metabolica anfibolicaanfibolica, poiché partecipa sia a , poiché partecipa sia a processi processi catabolicicatabolici che che anabolicianabolici. Il ciclo fornisce infatti anche molti precursori . Il ciclo fornisce infatti anche molti precursori per la produzione di alcuni per la produzione di alcuni amminoacidiamminoacidi (ad esempio l'α- (ad esempio l'α-chetoglutaratochetoglutarato e l' e l'ossalacetatoossalacetato) e di altre ) e di altre molecolemolecole fondamentali per la fondamentali per la cellulacellula..

Il ciclo è così denominato in onore dello scienziato anglo-tedesco Sir Il ciclo è così denominato in onore dello scienziato anglo-tedesco Sir Hans Adolf Hans Adolf KrebsKrebs, che propose nel , che propose nel 19371937 gli elementi chiave della via gli elementi chiave della via metabolica. Per questa scoperta ricevette nel metabolica. Per questa scoperta ricevette nel 19531953 il il Premio Nobel per la medicinaPremio Nobel per la medicina..

Il ciclo di Krebs avviene nei mitocondri delle cellule eucariote e nel citoplasma Il ciclo di Krebs avviene nei mitocondri delle cellule eucariote e nel citoplasma delle cellule procariote.delle cellule procariote.

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I I catabolismicatabolismi glucidicoglucidico e e lipidicolipidico (attraverso la (attraverso la glicolisiglicolisi e la e la beta ossidazionebeta ossidazione), producono ), producono acetil-CoAacetil-CoA, un gruppo , un gruppo acetileacetile legato al legato al coenzima Acoenzima A. L'acetil-. L'acetil-CoA costituisce il principale CoA costituisce il principale substratosubstrato del ciclo. Il suo ingresso consiste in del ciclo. Il suo ingresso consiste in una condensazione con una condensazione con ossalacetatoossalacetato, a generare , a generare citratocitrato. Al termine del . Al termine del ciclo stesso, i due atomi di carbonio immessi dall'acetil-CoA verranno ciclo stesso, i due atomi di carbonio immessi dall'acetil-CoA verranno ossidatiossidati in due molecole di CO2, rigenerando nuovamente ossalacetato in in due molecole di CO2, rigenerando nuovamente ossalacetato in grado di condensare con acetil-CoA. La produzione rilevante dal punto di grado di condensare con acetil-CoA. La produzione rilevante dal punto di vista energetico, tuttavia, è quella di una molecola di vista energetico, tuttavia, è quella di una molecola di GTPGTP (immediatamente utilizzata per rigenerare una molecola di (immediatamente utilizzata per rigenerare una molecola di ATPATP), di tre ), di tre molecole di molecole di NADHNADH ed una di ed una di FADHFADH2.2.

I I cofattoricofattori ridottiridotti (NADH e FADH2), si comportano come intermedi (NADH e FADH2), si comportano come intermedi ossido/riduttivi. Quando ridotti, essi sono in grado di trasportare ossido/riduttivi. Quando ridotti, essi sono in grado di trasportare elettronielettroni ad energia relativamente alta (sottratti ai substrati ossidati ad esempio ad energia relativamente alta (sottratti ai substrati ossidati ad esempio nella nella glicolisiglicolisi o nello stesso ciclo di Krebs) fino alla o nello stesso ciclo di Krebs) fino alla catena respiratoriacatena respiratoria mitocondriale. Presso tale catena, essi vengono riossidati (a NAD+ e FAD) e mitocondriale. Presso tale catena, essi vengono riossidati (a NAD+ e FAD) e cedono gli elettroni alla catena stessa, che sarà così in grado di rigenerare cedono gli elettroni alla catena stessa, che sarà così in grado di rigenerare molecole di molecole di ATPATP da da ADPADP..

L'energia che si ricava dalla completa demolizione di una molecola di L'energia che si ricava dalla completa demolizione di una molecola di glucosio attraverso i glucosio attraverso i tre diversi stadi della respirazione cellulare tre diversi stadi della respirazione cellulare (glicolisi, ciclo di Krebs e catena di trasporto di elettroni)(glicolisi, ciclo di Krebs e catena di trasporto di elettroni) , è , è idealmente di 36 molecole di ATP. In realtà sono 38 le molecole nette di ATP idealmente di 36 molecole di ATP. In realtà sono 38 le molecole nette di ATP ad essere prodotte, ma 2 di esse vengono consumate per trasportare ad essere prodotte, ma 2 di esse vengono consumate per trasportare (tramite (tramite trasporto attivotrasporto attivo) dal ) dal citoplasmacitoplasma alla alla matrice mitocondrialematrice mitocondriale le 2 le 2 molecole di molecole di acetil-CoAacetil-CoA prodotte nella glicolisi. prodotte nella glicolisi.