Osserviamo la cellula - mlkmuggio.gov.it · I cloroplasti e i mitocondri sono le «centrali...
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Osserviamo la cellula
Le cellule sono le unità di base della vita
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La teoria cellulare si basa su tre affermazioni:
1. La cellula è l’unità di base dei viventi;
2. Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule (essi possono essere unicellulari o pluricellulari);
3. Nuove cellule possono derivare soltanto da cellule preesistenti.
Le cellule hanno piccole dimensioni
Le cellule sono piccole per ottimizzare il rapporto superficie/volume; ciò consente alla cellula di ottenere una superficie di scambio con l’esterno adeguata per il passaggio di nutrienti e scarti.
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Volumi ridotti Superfici più ampie
Dimensioni
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Lo strumento che ci consente di osservare le cellule più piccole di 0,1 mm è il microscopio.
Esistono tre tipi di microscopi:
ottico(LM)
elettronico a trasmissione
(SEM)
elettronico a scansione
(SEM)
OTTICO
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Il microscopio ottico composto (LM) si avvale della luce e di un sistema di lenti per ingrandire le immagini. Il limite di risoluzione è di 0,2 μm.
TEM
Nel microscopio elettronico a trasmissione (TEM), il campione è investito da un fascio di elettroni(lunghezza d’onda minore della luce). Le immagini sono quindi a risoluzione più fine: il TEM più potente arriva a 0,1 nm.
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Il microscopio elettronico a scansione (SEM) raccoglie e mette a fuoco gli elettroniche sono dispersi dalla superficie del campione, generando un’immaginetridimensionale.
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SEM
1. la membrana plasmatica;
2. il citoplasma,
3. il materiale genetico (DNA)
Tutte le cellule possiedono strutture comuni:
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LA MEMBRANA PLASMATICA
E’ il rivestimento che delimita le celluleE’ formata da un doppio strato di fosfolipidi disposti con la parte idrofoba rivolta all’esterno.Ci sono inoltre proteine, glucidi e colesterolo
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Esistono due tipi di cellule : procariotiche e eucariotiche
• Le cellule procariotiche sono molto più piccole di quelle eucariotiche (2-8 μm) e hanno una struttura di base più semplice.
• Le cellule eucariotiche sono più grandi (più di 10 μm) e più evolute
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Le cellule procariotiche
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Le cellule procariotiche (da pro, prima e karyon, nucleo) hanno una molecola di DNA chiusa ad anello e sono prive di un nucleo racchiuso da una membrana.
Gli organismi unicellulari costituiti da cellule procariotiche, i procarioti, comprendono gli organismi più primitivi, che fanno parte del regno delle Monere:
•Archaea (archei);•Bacteria (batteri).
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Le cellule eucariotiche
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Le cellule eucariotiche (da eu, buono, e karyon, nucleo) hanno un nucleo delimitato da una membrana ben distinta, che racchiude il DNA.
Gli organismi eucariotici, ossia protisti, funghi, piante e animali, fanno tutti parte del dominio degli Eukarya(eucarioti).
La struttura di una cellula animale
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La struttura di una cellula vegetale
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Funzioni del nucleo
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Nel nucleo è contenuta l’informazione genetica necessaria per sintetizzare le proteine. Tale informazione viene trasmessa da una generazione alla successiva dai geni, che sono costituiti da DNA e si trovano nei cromosomi.
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I ribosomi sono la sede della sintesi proteica
Il reticolo endoplasmatico sintetizza e trasporta proteine e lipidi
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Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) è contraddistinto dalla presenza di ribosomi sulla membrana e sintetizza le proteine.
Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) non presenta ribosomi alla superficie e sintetizza lipidi di vario tipo.
L’apparato di Golgi modifica e confeziona le proteine
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Transitando nell’apparato di Golgi, proteine e lipidi subiscono degli interventi e trasformazioni sostanziali.
Le sostanze vengono quindi impacchettate in vescicole di trasporto e dirette verso la membrana plasmatica, dove avrà luogo la secrezione (o esocitosi).
Cellula animale Cellula vegetale
Le vescicole e i vacuoli svolgono diverse funzioni
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I lisosomi contengono enzimi che digeriscono le macromolecole e i rifiuti cellulari.
Nei vacuoli delle piante vengono accumulate sostanze di riserva (acqua, zuccheri, sali); essi hanno inoltre funzione di sostegno mantenendo il turgore.
Gli organuli del sistema delle membrane interne lavorano in sinergia
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La cellula gestisce la produzione e il consumo di energia
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I cloroplasti e i mitocondri sono le «centrali energetiche» cellulari. Tali organuli gestiscono la produzione di energia tramite i processi di fotosintesi e respirazione.
I cloroplasti catturano l’energia solare e producono carboidrati
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I cloroplasti svolgono funzione fotosintetica.
La doppia membrana dei cloroplasti racchiude un ampio spazio detto stroma, dove avviene la sintesi dei carboidrati.
La clorofilla che cattura la luce solare è invece localizzata nella membrana dei tilacoidi.
I mitocondri demoliscono i carboidrati e forniscono energia alla cellula
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La respirazione cellulare ha sede nei mitocondri.
Essi sono suddivisi in comparti: la membrana esterna, lo spazio intramembrana, la membrana interna, le creste e la matrice.
Nei mitocondri viene demolito il glucosio e liberata energia (nell’ATP).
ORIGINE DEI MITOCONDRI E DEI CLOROPLASTI
Mitocondri e cloroplasti probabilmente erano cellule procariotiche che miliardi di anni fa sono state inglobate da cellule eucariotiche più grandi con cui hanno cominciato a vivere in simbiosi (teoria endosimbiontica)Infatti questi organelli possiedono un proprio DNA
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Difetti dei mitocondri possono essere causa di malattie
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I mitocondri contengono DNA mitocondriale (mtDNA). Patologie come la malattia di Parkinson e la malattia di Alzheimer possono essere correlate a mutazioni del questo DNA
Mitocondri in una cellula muscolare
Il citoscheletro dà forma alla cellula e ne guida i movimenti
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Il citoscheletro, che significa «scheletro della cellula», ne mantiene la forma, contribuisce alla formazione delle giunzioni tra cellule e permette il movimento sia della cellula stessa sia dei suoi organuli.
Il citoscheletro degli eucarioti è costituito da tre tipi di elementi:
microfilamenti filamenti intermedi microtuboli
Microfilamenti
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Sono formati da una proteina chiamata actinaQuesti filamenti svolgono un ruolo strutturale di fondamentale importanza.Sono filamenti flessibili e relativamente resistenti, tanto da consentire alle cellule di spostarsi con movimento ameboide o strisciando.
I filamenti intermedi
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Simili a una corda, i filamenti intermedi sono costituiti da diversi polipeptidi fibrosi e svolgono una funzione strutturale, sostenendo l’involucro nucleare e la membrana plasmatica. I filamenti intermedi hanno un diametro medio di 10 nm.
I microtubuli
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Sono costituiti da una proteina chiamata tubulina. I microtubuli agiscono come rotaie lungo le quali si spostano i vari organuli cellulari.Lo scorrimento è reso possibile dalla presenza di molecole motrici associate ai microtubuli.
Le ciglia e i flagelli contengono microtubuli
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Ciglia e flagelli sono estroflessioni a forma di frusta che si trovano in alcune cellule procariotiche ed eucariotiche.
Le ciglia (al singolare, ciglio) sono strutture brevi (2-10 μm).I flagelli sono appendici più lunghe (200 μm).
Ogni cellula comunica con le cellule adiacenti tramite giunzioni cellulari
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Le cellule vegetali sono connesse tra loro tramite sottili canali, i plasmodesmi.
Essi consentono lo scambio di materiali tra cellule adiacenti e, di conseguenza, tra tutte le cellule della pianta.
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Le cellule animali sono connesse tra loro tramite tre tipi di giunzioni:
1. giunzioni occludenti, che tengono strettamente unite le cellule
2. giunzioni di ancoraggio, o desmosomi, presenti soprattutto ra le cellule epireliali
3. giunzioni comunicanti, che permettono il passaggio di alcune sostanze
Biodiversità delle cellule
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Esistono tantissimi tipi di cellule diverse, per cui si può
parlare di biodiversità cellulare
Cellule nervose Cellule epiteliali
Cellule muscolari
Cellula uovo e spermatozoi
Globuli rossi