•La cellula è la più semplice struttura di un sistema biologico •Tutti gli organismi viventi animali e vegetali sono costituiti da cellule. Molti esseri viventi microscopici sono costituiti da una sola cellula e vengono detti unicellulari, invece gli organismi che possiamo vedere ad occhio nudo sono detti pluricellulari.

Teoria cellulare:•Tutti gli organismi sono formati da cellule che ne costituiscono le unità fondamentali di struttura e funzione•Tutte le cellule sono generate da altre cellule.

La CellulaLa Cellula

Tutte le cellule svolgono le funzioni essenziali degli esseri viventi: si riproducono, crescono e reagiscono agli stimoli esterni e per fare questo consumano energia che viene fornita da specifiche strutture al loro interno.

Esistono due tipi generali di cellule:

quelle dotate di nucleo, che si chiamano cellule eucariotiche e che possono essere organismi indipendenti (per es. l’Ameba) o parte di organismi più complessi (per es. l’uomo); quelle senza nucleo, note come cellule procariotiche, che rappresentano la forma vivente più primitiva, della quale fanno parte per esempio i batteri (tra cui molte forme patogene per l’uomo).

PROCARIOTI

Batteri Protisti, animali, piante e funghi

Membrana cellulare

Piccole con interno omogeneo Più grandi e con nucleo

EUCARIOTI

LE CELLULE EUCARIOTI SONO CARATTERIZZATE DA UNA ELEVATA COMPARTIMENTAZIONE INTERNA REALIZZATA GRAZIE AD UN ABBONDANTE SVILUPPO DEI SISTEMI MEMBRANOSI INTERNI

CELLULA ANIMALE

Cellula Eucariota

(animale)Nella figura è illustrata una cellula Eucariota tipica (sono molto evidenti il nucleo e gli organuli citoplasmatici). Si tratta di una cellula animale. Ciò si evince dalla presenza dei centrioli (organuli che intervengono durante la duplicazione cellulare) e dei lisosomi (organuli contenenti enzimi idrolitici in grado di demolire le sostanze alimentari e di rifiuto della cellula).

nucleo

Le cellule vegetali sono eucariote, perciò hanno gli stessi organuli presenti nelle cellule animali, ma hanno delle particolarità.Oltre alla membrana cellulare sono formate da un ulteriore rivestimento chiamato parete cellulare, che nelle cellule giovani è sottile ed elastica e si irrobustisce  man mano che queste diventano adulte. La parete cellulare è costituita da polisaccaridi, come la cellulosa e la lignina.

I vacuoli nella cellula vegetale mantengono costante l’ambiente cellulare e svolgono molteplici funzioni. Nell’illustrazione è riportata una cellula vegetale dotata di un unico grande vacuolo. Organuli tipici della cellula vegetale sono i plastidi, tra cui i cloroplasti con funzione fotosintetica.

Cellula procariotica(batteri)

Nella figura è riportata una cellula batterica dotata di un’appendiceesterna filiforme (flagello) usata dall’organismo unicellulare per il movimento. Non è evidente il nucleo (il DNA batterico si trova nel citoplasma, nucleoide); gli unici organuli presenti nel citosol sono i ribosomi, coinvolti nella sintesi proteica o traduzione.

Membranacellulare

Capsula: involucro di protezione e adesione alle superficiParete cellulare: rivestimento rigido di protezione e sostegno; consente il mantenimento della forma Membrana plasmatica: circonda la cellula e regola il traffico delle molecoleNucleoide: regione contenente il materiale ereditario (DNA)Plasmidi: porzioni di DNA che posseggono le proprietà di un cromosomaRibosomi: organuli preposti alla sintesi proteicaPili: strutture per l’ancoraggioFlagelli: strutture per il movimentoRespirazione: associata alla membrana

STUTTURA DI UNA CELLULA PROCARIOTICA STUTTURA DI UNA CELLULA PROCARIOTICA

Fase di latenzaFase di latenza: le cellule aumentano di volume ma non di numero: i batteri si adattano al nuovo ambiente.

Fase esponenziale Fase esponenziale o logaritmica: i batteri si moltiplicano con un tempo di duplicazione che dipende dal ceppo e dall’ambiente.

Fase stazionariaFase stazionaria: i batteri smettono di crescere per la mancanza di metaboliti e l’accumulo di sostanze tossiche. Fase di morte Fase di morte cellularecellulare: la fase di declino o morte cellulare si manifesta come riduzione lineare del numero di cellule vitale nel tempo.

CRESCITA BATTERICA CRESCITA BATTERICA

Complessa struttura rigida presente solo nei procarioti che conferisce la forma al batterio e ne garantisce la protezione dall'ambiente esterno.

La parete dei Gram-positivi è costituita principalmente da una spesso e stratificato strato rigido di peptidoglicano.

I batteri Gram-negativi hanno uno strato piu‘ sottile di peptidoglicano e una membrana esterna.

LA PARETE LA PARETE CELLULARECELLULARE

Involucro denso esterno alla parete, di natura polisaccaridica o proteica, presente sia dei batteri Gram+ che Gram-

Se poco aderente e poco uniforme per densità e spessore èdefinto glicocalice.Previene l’essicamentoFavorisce l’adesività ad altri batteri e alle superfici dei tessuti dell’ospite Favorisce la colonizzazione in particolari distretti biologici. Ha proprietà antifagocitaria impedendo il riconoscimento tra cellula fagocitaria ed il batterio. Mutanti di batteri normalmente capsulati che hanno perso la capacità di formare la capsula perdono la virulenza Funge da barriera alla diffusione degli antibiotici.

LA CAPSULALA CAPSULA

I flagelli sono organi di movimento, cioè conferiscono motilità ai batteri. Consentono un movimento orientato (chemiotassi positiva o negativa in risposta a stimoli fisici quali luce e calore e chimici quali nutrienti o sostanze dannose).Sono costituiti da flagellina, una proteina contrattile e sono formati da un unico filamento sprovvisto di membrana. Possono essere persi e rigenerati e la loro sintesi è regolata da almeno 20 geni.

FLAGELLIFLAGELLI

Sono strutture proteiche rigide (0,2-20 μm) presenti soprattutto nei Gram-sulla superficie esterna della cellula.I pili comuni, spesso codificati da plasmidi, sono presenti in gran numero (anche fino a 1000 per cellula)Mediano l’adesione e l’aggregazione batterica, quindi favoriscono la colonizzazione e la formazione di pellicole superficiali

PILI (FIMBRIE)PILI (FIMBRIE)