LauraCondorelli2014 Pagina 1

Cellula procariotica ( batteri e alghe azzurre ) E’ considerata come primitiva rispetto alla cellula eucariota, infatti è priva di nucleo; ha un solo cromosoma

di forma circolare, i ribosomi sono più piccoli; mancano i mitocondri (anche se la funzione respiratoria è

comunque svolta dai trasportatori di elettroni presenti sulla membrana cellulare).

Le cellule batteriche possiedono una sorta di sessualità, indicata con A+ e A-. Essa è legata alla presenza di

plasmidi con DNA extracromosomiale. I plasmidi contengono geni per la resistenza agli antibiotici, che

possono essere scambiati tra batteri A+ e A- attraverso la formazione di pili tra cellule, anche tra batteri di

specie diverse. In questo modo i batteri A- acquisiscono i geni per la resistenza agli antibiotici e diventano a

loro volta A+ (per questo motivo è assolutamente importante non assumere antibiotici, se non in caso di

effettiva necessità, poiché si selezionano i batteri resistenti). I batteri hanno anche una parete cellulare, che

però non è cellulosica, ma formata da altri zuccheri. Possono anche avere eventuali flagelli.

Cellula eucariotica (con nucleo) La cellula eucariota è delimitata all’esterno da una membrana cellulare, formata da un doppio strato

fosfolipidico. In esso i fosfolipidi si dispongono con le teste polari idrofile verso l’esterno e le code apolari

idrofobiche verso l’interno della membrana stessa. In questo modo la membrana è assolutamente

impermeabile ai soluti (eccetto O2, CO2, H2O).

Immerse nella membrana sono pure delle proteine con funzione di canali per il trasporto (carriers) e delle

glicoproteine che hanno la funzione di rendere la cellula riconoscibile agli anticorpi.

LauraCondorelli2014 Pagina 2

Nucleo e citoplasma Il nucleo è delimitato da una

membrana (con pori). Questi

consentono a ioni, molecole e solo ad

alcune proteine (quelle riconosciute da

sequenze segnale) di transitare dal

citoplasma al nucleo e viceversa.

Vi sono più cromosomi (2n, in genere )

a forma di bastoncino. Si parla di

cromatina (DNA svolto) o di

cromosomi (DNA spiralizzato a forma

di bastoncino). Nel nucleo è presente

anche il nucleolo, dove avviene la

costruzione dei ribosomi a partire da

RNA e proteine.

Nel citoplasma (che ha la consistenza di

un gel) sono immersi gli organuli

cellulari. La maggior parte di essi è

delimitata da membrane, il chè ha lo

scopo di isolare quella particolare

funzione dal resto della cellula.

LauraCondorelli2014 Pagina 3

Organuli cellulari delimitati da una o due membrane Ribosomi : sede della sintesi proteica;

possono essere liberi (proteine già stabili

e che restano nella cellula) o associati

alle membrane del reticolo

endoplasmatico (proteine che devono

essere modificate chimicamente o

espulse dalla cellula, come gli ormoni e i

neurotrasmettitori),

Reticolo endoplasmatico: può essere

ruvido con ribosomi (nel lume del R.E.R.

vengono sintetizzate quelle proteine che

necessitano di modificazioni chimiche

[es ponti disolfuro e ripiegamenti nella

struttura terziaria; glicoproteine che

successivamente vengono racchiuse in

vescicole di trasporto] e quelle destinate

ad altri organuli cellulari, come l’app. di

Golgi; oltre alle membrane e liscio (è la

sede della sintesi dei lipidi; trasforma

sostanze tossiche; idrolizza il glicogeno,

ma anche sostanze tossiche, farmaci e

pesticidi; immagazzina ioni calcio

soprattutto nelle fibre muscolari).

Apparato di Golgi: appare come un insieme di sacchetti

impilati gli uni sugli altri, non in comunicazione tra loro,

riceve le proteine sintetizzate nel RE e le elabora

ulteriormente (terminano le reazioni di stabilizzazione delle

proteine, che vengono poi smistate fuori o dentro la

cellula); nelle cellule vegetali sintetizza la cellulosa per la

parete cellulare: all’esterno si staccano vescicole che

possono dar luogo a processi di esocitosi o formare

lisosomi.

Lisosomi (pH acido) : contengono enzimi digestivi, sono

utili come protezione da agenti patogeni e per eliminare

organuli danneggiati. Molto importante anche la funzione di

idrolisi delle macromolecole. I monomeri prodotti vengono

poi riutilizzati. In alcuni organismi hanno funzione di

digestione alimentare dopo la fagocitosi. In tal caso il

vacuolo alimentare si fonde col lisosoma (formazione del

lisosoma secondario). La cellula può anche digerire se

stessa per autofagia attraverso gli enzimi dei lisosomi

(sviluppo embrionale-> distruzione delle membrane digitali

o per riciclaggio di organuli vecchi o danneggiati).

Perossisomi: contengono enzimi, come per es. la perossidasi per demolire H2O2

LauraCondorelli2014 Pagina 4

Organuli cellulari delimitati due membrane ( probabile

origine extracellulare, funzione legata a reazioni di

ossidoriduzione ) Mitocondri: organuli caratteristici

circondati da 2 membrane, quella esterna

liscia (avvengono importanti processi

energetici, ha anche un ruolo fondamentale

nel controllo dei processi di trasporto),

quella interna con creste e avvallamenti.

All’interno è presente la matrice, (contiene

numerosi enzimi, DNA e ribosomi per

fabbricare alcune proteine della

respirazione cellulare). Sono la sede della

produzione di energia sotto forma di ATP,

anche grazie alla presenza di trasportatori

di elettroni.

C6H12O6+6O2_->

6CO2+6H2O+38ATP

Cloroplasti : presenti solo nella cellula

vegetale, la membrana interna forma delle

pile (dette grani) di tilacoidi sospesi nello

stroma (contiene DNA e ribosomi)

all’interno dei quali è contenuta la

clorofilla verde (sono la sede della

fotosintesi clorofilliana). Altri plastidi

contengono altri pigmenti (cromoplasti

pigmenti rossi e arancioni, leucoplasti

contengono invece amidi e grassi)

6CO2+6H2O+ luce -> C6H12O6+ 6O2

Strutture rigide della cellula Centrioli: costituiti da microtubuli, diventano

importanti durante il processo di divisione cellulare

(mitosi e meiosi).

Citoscheletro : formato da microtubuli (possono

formare uno scheletro interno rigido oppure

fungere da intelaiatura, tipo una rotaia, attraverso

la quale la cellula sposta organuli e proteine; nelle

piante partecipano alla disposizione di cellulosa al

di sopra della membrana stessa; sono formati dalla

proteina tubulina, le cui unità possono essere

facilmente aggiunte o sottratte, provocando

l’allungamento o l’accorciamento del microtubulo)

e microfilamenti di actina che possono essere

singoli o radunati in fasci o reti, svolgono la stessa

funzione di sostegno e cambiamento di forma,

mediante la produzione di

un reticolo al di sotto della membrana plasmatica (formazione di villi intestinali) di ossa e muscoli (anche

LauraCondorelli2014 Pagina 5

emissione di pseudopodi).

Ci sono anche filamenti intermedi composti da cheratina (fibrosa), servono a mantenere la rigidità di cellule

e tessuti eformano i desmosomi.

Ciglia (tante e corte) e flagelli (uno o due e lunghi) sono importanti per il movimento (mancano nella cellula

vegetale). Costituiti da 9 coppie di microtubuli periferici+ 1 centrale. Alla base, nel citoplasma è presente un

corpuscolo basale,con la stessa struttura del cetriolo (9 triplette periferiche).

Parete cellulare : costituita da cellulosa immersa in proteine e polisaccaridi complessi, è presente solo nella

cellula vegetale. Ha funzione di sostegno, protezione contro le infezioni fungine. Le cellule vegetali sono

comunque in connessione tra loro mediante plasmodesmi.

Matrice extracellulare: composta da proteine fibrose come il collagene e proteoglicani, serve a tenere unite

cellule di uno stesso tessuto, contribuisce alle caratteristiche fisiche di determinati tessuti (pelle e

cartilagine), orienta i movimenti cellulari embrionali e la rigenerazione di tessuti lesionati, permette l’invio

di segnali chimici tra cellule. Molto scarsa nel tessuto cerebrale, abbondante nella epidermide, le ossa (con

fosfato di calcio) e la cartilagine.

Giunzioni cellulari: l’adesione tra cellule consente loro di raggrupparsi in tessuti e riconoscersi; ciò dipende

dalla presenza di determinate proteine sulla membrana plasmatici, responsabili del riconoscimento cellulare.

1. occludenti: collegamento tra cellule epiteliali adiacenti: impediscono alle sostanze di scorrere negli

interstizi (intestino, le sostanze assorbite così devono per forza attraversare le cellule epiteliali);

ostacolano la migrazione dei fosfolipidi di membrana da una parte all’altra della cellula (così i

fosfolipidi della parte apicale sono diversi da quelli della parte basale o laterale).

2. Desmosomi: connettono due membrane adiacenti, tenendole unite (bottoni automatici). Sulla faccia

interna di ciascuna membrana è presente una placca, da cui partono molecole che si legano a

proteine presenti alla placca dell’altra cellula e ad altre fibre citoplasmatiche composte da cheratina.

Permettono una stabilità meccanica ai tessuti epiteliali della superficie corporea.

3. Serrate: facilitano la comunicazione tra cellule attraverso canali proteici (connessioni) tra 2 cellule

adiacenti e permettono lo spostamento di ioni e micromolecole tra le 2 cellule.

Cellula vegetale E’ delimitata all’esterno da una parete

cellulare rigida, formata da cellulosa, il chè

limita la possibilità della cellula di eliminare

i rifiuti, che pertanto vengono raccolti

all’interno di un vacuolo. Le funzioni del

vacuolo sono di:

accumulo di sostanze tossiche o di scarto;

sostegno grazie a processi di osmosi che fa

entrare H2O (turgore); riproduzione (alcuni

contengono i pigmenti colorati dei petali

(antocianine), digestione (delle proteine del

seme per l’embrione vegetale). Il vacuolo si

accresce sempre più man mano che la cellula

invecchia, fino ad arrivare a strozzare il

nucleo, determinandone la morte.

La cellula vegetale morta non ha comunque

la possibilità di essere rimpiazzata, dal

momento che esiste la parete rigida.

Mancano inoltre i lisosomi, le ciglia e i

flagelli, poiché la cellula non si muove e

sono invece presenti i cloroplasti, che

determinano il colore verde delle parti

fotosintetiche.

LauraCondorelli2014 Pagina 6

I Virus

Virus significa veleno. Il virus non è una

cellula e non è in grado di vivere

autonomamente. I virus infatti sfruttano la

cellula ospite per poter sopravvivere. Sono

detti così anche parassiti obbligati.

Mancano di tutto il materiale che le altre

cellule hanno, perciò non possono svolgere

nessuna funzione.

Un virus, quando entra in una cellula può seguire due diverse vie per sopravvivere, ossia iniziare due diversi

cicli:

Ciclo litico

Inizialmente il virus si attacca alla membrana

cellulare e inietta il suo materiale genetico (DNA o

RNA per i retrovirus). La cellula viene obbligata a

fare delle copie del materiale genetico del virus,

oltre a sintetizzare le proteine del capside

(involucro).

In questo modo la cellula alla fine è piena di virus,

i quali incominciano a forare la membrana in più

parti per uscire e infettare altre cellule. La cellula,

la cui membrana è definitivamente distrutta, perde

tutto il suo materiale ne muore, come ad esempio

accade per il virus dell’ Herpes.

Ciclo lisogenico Quando il virus entra nella cellula, si inserisce in

uno dei nostri cromosomi e rimane latente anche

per anni. In questo modo il nostro cromosoma si

mischia con il materiale genetico del virus.

Il virus però può passare da questo stato all’altro

stato a causa di:

- Raggi uv

- Vento

- Stanchezza

Questo processo si chiama excisione, ed accade

quando il virus viene staccato dal nostro

cromosoma. A questo punto ricomincia il ciclo

litico.

Flusso dell’informazione genetica negli organismi a DNA

DNA RNA proteine

Processo di trascrizione Processo di traduzione

LauraCondorelli2014 Pagina 7

Flusso dell’informazione genetica dei retrovirus

Virus a RNA (es. il virus del AIDS)

Nessun organismo vivente utilizza come materiale genetico l’RNA, solo i virus lo possono fare, e tra questi i

retrovirus. Gli altri organismi, infatti, utilizzano solo DNA. I retrovirus a differenza degli altri organismi

devono fare un passaggio in più nel flusso dell’informazione genetica. Infatti i retrovirus non posssono

sintetizzare direttamente le proteine a partire dal RNA, ma il materiale genetico deve essere prima

trasformato in DNA e poi seguire il flusso. In pratica devono fare un passaggio in più.

RNA DNA RNA proteine

Processo di trascrizione processo di processo di

inversa trascrizione traduzione

I farmaci antivirali cercano di bloccare la trascrizione inversa per combattere il virus. Infatti sono detti anche

inibitori della trascrizione inversa.

Il virus dell’AIDS è un retrovirus. Esso si prende per contagio da liquido spermatico, vaginale, sangue o

trasfusioni, non per contagio da saliva.

Credits: Ginevra Petruzzini per le immagini concesse (classe 2G anno 2014-15)