Osservando il mondo cellulare…Prime osservazioni (XVII sec.)

Leeuwenhoek : microscopio semplice

batteri ed organismi unicellulari, globuli rossi…

Hooke : microscopio composto,

sezione di sughero, «cellule»)

Potere di risoluzione: minima distanza alla quale due puntiappaiono come distinti. Non è sinonimo di«ingrandimento»

Dipende dal «sistema di lenti» e dalla lunghezza d’ondadella luce che colpisce l’oggetto in esame

Il potere di risoluzione dell’occhio umano è di1/10 mm= 100 m

1 millimetro = 10-3 metri

1 micrometro = 10-6 metri

1 nanometro = 10-9 metri

Scala degli intervalli di grandezza osservabilial microscopio elettronico, al microscopio ottico e a occhio nudo

Il microscopio ottico ha un potere di risoluzione di 0,2 m quindi permette di osservare sia i batteri sia le cellule eucariotiche, animali e vegetali.

Per vedere le strutture subcellulari, i virus o le macromolecole occorre utilizzare il microscopio elettronico

Il microscopio ottico

Il microscopio elettronico a trasmissione utilizza un fascio di elettroni come fonte di «illuminazione» e permette di raggiungere un potere di risoluzione di 0,2 nm.

Il microscopio elettronico a scansione ha un potere di risoluzione inferiore (10 nm) ma permette di ottenere immagini tridimensionali del campione

Il microscopio elettronico

• Le cellule furono osservate per la prima volta nel 1665 da Robert Hooke, che studiò con un microscopio rudimentale sottili fettine di sughero

• Nel 1673 Antoni van Leeuwenhoek effettuò osservazioni di cellule vive, protozoi, batteri e spermatozoi, con lenti di sua produzione.

• Nel 1838-39 Schleiden e Schwann, un botanico ed uno zoologo per primi osservarono la similarita’ tra tessuti animali e vegetali ed ipotizzarono che tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule.

• Rudolph Virchow, nel 1858, affermo’ che le cellule potevano formarsi solo per divisione di una cellula preesistente: "Omnis cellula e cellula"

LA CELLULA E’ L’UNITA’ DI BASE DI TUTTI GLI ORGANISMI

1) tutti i viventi sono formati da una o più cellule

2) le cellule costituiscono le unità fondamentali diciascun organismo

3) tutte le cellule derivano da altre cellule

E’ uno dei principi unificanti della Biologia

Teoria cellulare

Tutte le cellule (procariotiche ed eucariotiche):

• contengono DNA

• sono dotate di una membrana plasmatica, che separa l’ambiente interno della cellula dall’ambiente esterno

• contengono ribosomi (sintesi proteica)

• sono in grado di completare alcune funzioni metabolichedi base attraverso enzimi

• Sintesi e degradazione di molecole

• Produzione di energia

• Assunzione di materiali dall’esterno ed “eliminazione dei rifiuti”

• Movimento e comunicazione

• Regolazione e coordinazione delle attività

Caratteristiche comuni a tutte le cellule

La cellula procariotica

Tutte le cellule procariotiche possiedono la stessa struttura di

base: una membrana che racchiude il citoplasma, all’interno

del quale si trova il nucleoide. La membrana è rivestita da una

parete cellulare

• Ha dimensioni che vanno da 10 a 100 µm

• Presenta organuli circondati da membrana (compartimentalizzazione interna)

• Ha un nucleo contenente materiale genetico costituito da più cromosomi lineari

• Se vegetale, presenta in più una parete esterna, un vacuolo e i cloroplasti

La cellula eucariotica

La cellula eucariotica

animale…

…e vegetale

Nucleo

Sintesi: acidi nucleici

Assemblaggio: ribosomi

Organuli per sintesi e assemblaggio

I ribosomi sono presenti nel citoplasma delle cellule dei

procarioti e degli eucarioti. Negli ultimi si trovano anche

nella matrice dei mitocondri e dei cloroplasti.

Furono descritti da Palade nel 1953 in immagini al

microscopio elettronico, dove i ribosomi appaiono come

particelle globulari, non rivestite da membrane, di 15-20

nm di diametro.

Negli eucarioti, i ribosomi sono sintetizzati nel nucleolo e

esportati nel citoplasma, dove possono essere sia liberi

sia legati al lato citoplasmatico delle membrane del

Reticolo Endoplasmatico (RE).

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Reticolo endoplasmatico:

1) ruvido (RER)

Sintesi: proteine

2) liscio (REL)

Sintesi: lipidi

Il REL è implicato in altre importanti funzioni:

•metabolismo dei carboidrati

•immagazzinamento del Calcio

•detossificazione dei farmaci

Organuli per sintesi e assemblaggio

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Apparato di Golgi –

Immagazzina, smista e modifica le proteine e i lipidi

prodotti nel RER

Organuli per sintesi e assemblaggio

Organuli per la demolizione

Lisosoma

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Organuli per la demolizione

VacuoloPerossisoma

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Organuli che trasformano l’energia

Mitocondrio (cellula animale e vegetale): sede della respirazione cellulare

Organuli che trasformano l’energia

Cloroplasto (solo nelle cellule animali): sede della fotosintesi

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Il citoscheletro

Il citoscheletro svolge varie funzioni:

• sostiene la cellula e ne mantiene la

forma;

• è alla base del movimento cellulare;

• provvede a posizionare gli organuli nel

citoplasma;

• mantiene la cellula nella giusta

posizione.

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Ciglia e flagelli

Teoria endosimbiontica ( Lynn Margulis, fine anni ’60)

Viene inglobato un batterio eterotrofo