1665- Robert HookeRobert Hooke (astronomo, matematico, naturalista inglese) descrive minuscole cavità in una sezione di sughero osservata con uno dei primi semplici microscopi e le chiama celle (stanzette).1838- Matthias J. SchleidenMatthias J. Schleiden (botanico tedesco) giunge alla conclusione che tutti i tessuti vegetalitessuti vegetali sono costituiti da insiemi organizzati di cellule.1839- Theodor SchwannTheodor Schwann (zoologo tedesco, scopritore dello strato isolante delle cellule nervose) estende le osservazioni di Schleiden ai tessutitessuti animalianimali (tutti gli organismi sono formati da una o più cellule).1858- Rudolf VirchowRudolf Virchow (anatomopatologo) affermò che tutte le cellule possono essere originate solo da altre cellule preesistenti.cellule preesistenti.

La Teoria cellulare: tutti gli organismiviventi sono formati da una o più cellule.

La Teoria cellulare è uno dei principi fondamentali della biologia, perché mette in evidenza l’unitarietà di base di tutti i sistemi viventi.

Disegno della struttura del sughero così come apparve a Robert Hooke, che la osservò in un rudimentale microscopio. Tale immagine, contenuta nella sua opera Micrographia, è all'origine dell'utilizzo del termine cellula per indicare l'unità fondamentale degli organismi viventi

1. Tutti gli esseri viventi sono costituiti da una o più cellule dotate di caratteristiche comuni.

2. La cellula è l’unità strutturale e funzionale degli esseri viventi, in essa avvengono le reazioni chimiche dei processi vitali.

3. Le cellule si originano da altre cellule.

4. Le cellule contengono le informazioni ereditarie degli organismi di cui fanno parte e queste informazioni passano dalla cellula madre alla cellula figlia.

Teoria cellulare (formulazione attuale)

Cellula: generalità

La cellula è individuata da una membrana cellulare (plasmalemma) che racchiude un compartimento interno (citoplasma) separandolodall’ambiente circostante.

Citoplasma: soluzione costituita principalmente da acqua e proteine. E’ un deposito di materie prime e sede di molte reazioni cellulari.

Le cellule vengono distinte in procariote ed eucariote

in base alla presenza o meno nel citoplasma di:

•organelli, strutture specializzate nell’esecuzione

di alcune funzioni cellulari

•nucleo definito, contenete il DNA

Cellula Eucariote e Procariote

Cellula Procariote

La parola procariote significa prima del nucleo, queste cellule infatti non ne sono dotate.

Il loro DNA è libero e situato in una regione più o meno centrale della cellula (nucleoide)

La struttura del materiale genetico è quella di una molecola di DNA circolare

Le cellule procarioti non hanno organelli citoplasmatici ad eccezione dei ribosomi, diversi però da quelli delle cellule eucariote.

Sono le più piccole e semplici cellule esistenti

Cellula Procariote

Possono presentare strutture che si proiettano all’esternodella cellula i flagelli o i pili.

Hanno una struttura esterna alla membrana plasmatica detta parete cellulare.

Dimensioni: 0.5 - 5 m (micron*) * 1m=un millesimo di millimetro, 10-6m

Sono procarioti gli organismi del regno monera (archibatteri, eubatteri).

Cellula Eucariote

La parola eucariote significa dal nucleo ben formato

Hanno un nucleo ben distinto che contiene il DNA

Il DNA degli eucarioti è una lunga molecola lineare

Hanno numerosi e funzionalmente specifici organelli immersi nel citoplasma

Dimensioni: circa 10 volte maggiori di quelle di una cellula procariote

Le cellule eucarioti costituiscono gli organismi dei regni: Protisti, Funghi, Piante, Animali

Ipotesi endosimbiontica (Lynn Margulis)

Il passaggio dalla cellula procariote a quella eucariote sarebbe avvenuto quando:

1. antichi procarioti eterotrofi (simili a mitocondri) si sarebbero inseriti in una cellula di dimensioni superiori stabilendo un rapporto simbiotico (scambio reciproco di favori) in cui il mitocondrio forniva energia (ATP) e la cellula ancestrale forniva molecole inorganiche e sali minerali.

2. Successivamene antichi procarioti fotosintetici (simili a cloroplasti) si sarebbero inseriti in una cellula ancestrale fornendo molecole organiche e ricavandone molecole inorganiche e sali minerali.

La prima cellula procariote sarebbe comparsa 3,5 maf (miliardi di anni fa), mentre la prima cellula eucariote sarebbe comparsa dopo circa 2 miliardi di anni (1,5 maf).Prove a sostegno:1. Mitocondri e cloroplasti possiedono DNA e RNA, sintetizzano autonomamente semplici proteine2. Si duplicano con meccanismi simili alla riproduzione batterica3. Scoperto un batterio parassita (responsabile del tifo) che presenta un patrimonio genetico molto somigliante a quello dei mitocondri

Componenti strutturali delle cellule eucarioti

Mitocondri

RibosomiApparato di Golgi

Reticolo endoplasmatico

Membrana plasmatica

Lisosomi

Nucleo

Citoscheletro

Microsomi

Centriolo

Membrana plasmatica

Membrana: doppio strato di fosfolipidi in cui sono immerse proteine, contiene anche colesterolo e glicolipidi. Sottile 7-9nm.

Avvolge la cellula separandola dall’ambiente circostante e regola selettivamente lo scambio di sostanze con l’esterno (selettivamente permeabile).

La membrana plasmatica è una struttura

fluida e dinamica

I fosfolipidi che la costituiscono si muovono sul piano

da essi individuato, spostandosi lateralmente sulla

superficie cellulare, la stessa cosa accade alle proteine

di membrana (modello a mosaico fluido).

Funzioni della membrana plasmatica

Funzione strutturale e morfologica: delimita e dà forma alla cellula, divide l’ambiente interno da quello esterno. Delimita i diversi comparti cellulari (nucleo e organelli).

Funzione di membrana selettiva: regola gli scambi di sostanze (ioni, sostanze nutritive e di scambio) tra interno ed esterno della cellula.Funzione di comunicazione: grazie a proteine aventi funzioni di recettori, a cui si legano ormoni e messaggeri chimici prodotti da altre cellule, può modificare il metabolismo cellulare.

Le proteine di membrana possonoLe proteine di membrana possono

1.1. attraversare il doppio strato e sporgere nel citoplasma e nello spazio attraversare il doppio strato e sporgere nel citoplasma e nello spazio

extracellulare (extracellulare (proteine integraliproteine integrali di membranadi membrana))

2.2. essere legate a una delle due facce della membrana essere legate a una delle due facce della membrana

((proteine estrinsecheproteine estrinseche))

Localizzazione delle proteine di membrana

Le proteine di membrana hanno numerose funzioni, potendo essere:Le proteine di membrana hanno numerose funzioni, potendo essere:

1. proteine strutturali1. proteine strutturali

2. recettori di segnali provenienti dall’esterno della cellula2. recettori di segnali provenienti dall’esterno della cellula

3. proteine con funzione di canali selettivi3. proteine con funzione di canali selettivi

4. enzimi4. enzimi

Funzioni delle proteine della membrana plasmatica

Il Nucleo

È l’organulo più grosso ed evidente quando si osserva la cellula al microscopio ottico.

È di forma sferica e contiene il DNA, la molecola in cui è immagazzinata l’informazione genetica.

È circondato da una doppia membrana (membrana nucleare).

Controlla la maggior parte delle attività della cellula e gioca un ruolo di primaria importanze nella replicazione, nell’accrescimento e nel differenziamento cellulare.

Il nucleo è delimitato da un involucro nucleare

La superficie dell’ involucro nucleare presenta numerosi pori nucleari

All’interno del nucleo sono spesso evidenti i nucleoli:

strutture in cui vengono sintetizzati gli rRNA eassemblati i ribosomi

Involucro Nucleare

I pori permettono il traffico selettivo di materiali in entrata ed uscita dal nucleo.

L’involucro nucleare è provvisto di numerosi pori, o canali formati dall’associazione di proteine di membrana.

E’ costituito da 2 membrane, ciascuna delle quali è un doppio strato fosfolipidico.

Pori

RNA messaggero= ogni mRNA è un filamento che deriva dalla trascrizione di una specifica sequenza di DNA. L’mRNA è uno stampo da cui verrà sintetizzata la proteina specifica codificata dalla sequenza trascritta.

RNA ribosomale= ogni rRNA è un filamento che verrà assemblato nella struttura di un organello citoplasmatico, il ribosoma

Nel nucleo sono contenuti 2 tipi di RNA

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