(s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
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ultrastruttura cellulare
Scuola Europeas6ita - bi4ita
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ultrastruttura
struttura che si pu osservare con unmicroscopio elettronico
dettagli del dominio atomico-molecolare
osservazione negli organelli cellulari
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ME a trasmissione
mitocondrio
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ME a scansione
polline
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la cellula
unit fondamentale della vita
pi semplice insieme di elementi in grado divivere
unicellulare
pluricellulare
ogni azione ha inizio a livello cellulare
vuole un microscopio per vederle
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A. procariote
B. eucariote
C. animale
D. vegetale
E. unicellulare
F. pluricellulare
G. alghe unicellulare H. pianta pluricellulare
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eucarioti hanno un nucleo
cromatina segragato nel nucleo
procarioti senza nucleo
cromatina nel citoplasma (nucleoide)
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animale
1. membrana plasmatica
2. citoplasma granulare(organelle)
3. nucleo
4. nucleolo
5. cromatina (DNA)
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vegetale
6. parete cellulare
7. cloroplasto
8. vacuoloThursday, December 6, 12
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componenti cellulari
membrana plasmatica
parete vegetale organelle
citoscheletro
matrice extracellulare
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membrana plasmatica
delimita la cellula
spessore = 5nm
1. isolamento fisico
2. permeabilit selettiva omeostasi (integrit biochimica)
3. superficie di comunicazione (extracellulare, cellule) 4. superficie catalitica (reazioni biochimche)
5. supporto strutturale
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membrana plasmatica
due membrane adiacenti
nero-bianco-nero (doppio strato di fosfolipidi)
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membrana plasmatica
doppio strato di fosfolipidi proteine integrate (glicoproteine, canali)
colesterolo
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fosfolipidi
2 acidi grassi, 1 gruppo fosfato (-)
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proteine di membrana
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modello a mosaico fluido
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membrana plasmatica
modello a mosaico fluido diverse proteine, diverse funzioni
dinamico, statico
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proteine di membrana
ricettori
trasduzione del segnale
canali che permettono all sostanzedi attraversare la membrana
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diffusione attraverso la membrana
tendenza delle particelle a spostarsi da unazona di alta concentrazione a una di bassa
[alta] [bassa]
fin che le due parti hanno la stessa
concentrazione
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diffusione facilitata
trasporto passivo
proteine bitopiche (canali) lasciano passarealcuni molecole e altri no
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trasporto attivo
utilizza ATP come energia per trasportaremolecole contro il gradiente di
concetrazione
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osmosi
acqua si sposta da una zona di bassa concentrazionedi soluto a una di alta concentrazione
[bassa] [alta] ipertonico
ipotonico
isotonico
osmoregolazione
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vescicole di membrana
endocitosi esocitosi
trasporto
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parete cellulare (vegetale)
spessore = 0.1 a vari m
1. supporto strutturale
2. protezione fisica 3. previene eccessiva espansione
4. previene perdita di aqua
5. limita ingresso di molecole tossiche
piante, funghi, alghe, batteri e alcuni archaea
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struttura della parete vegetale
lamella mediana (0.1 m)
parete primaria (0.1 ad alcuni m, elastica)
parete secondaria (strato spesso, rigido)
plasmodesmi (canali di communicazione)
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struttura della parete
pc2
mp
lm
pc1
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plasmodesmi (longitudinale)
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plasmodesmi (trasversale)
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plasmodesmi
citoplasma continuo
membrane connesse
acqua a soluti transitano liberamente
alcune proteine e RNA transitano
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organuli
mitocondri cloroplasti
ribosomi
sistema di endomembrane
nucleo
reticolo endoplasmatico
Golgi
lisosomi
vacuoli
vescicole
perossisomi endosomi
membrana plasmatica
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mitocondrio
1. membranainterna
2. membranaesterna
3. cresta
4. matrice
spaziointermembrana
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mitocondri (MES)
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mitocondri (MET)
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mitocondrio (cont.)
1-10 m
racchiuso da due membrane DNA mitocondriale e ribosomi nella
matrice
respirazione aerobica (O2) produce ATP (fonte di energia chimica)
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respirazione cellulare
processo metabolico zucchero e ossigeno
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 36(38) ATP
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respirazione cellulare
buona parte della respirazione avviene nella
matrice
enzimi inserite nella membrana interna(quella con le creste) coinvolti nella
produzione di ATP
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respirazione cellulare
1 molecola di ATP ha 1/100 di energia della molecola diglucosio
1 glucosio38 ATP (40% efficienza) glucosio ci da 4 kcal/g
1 cellula muscolare necessita 10.000.000 ATP/s
peso molecolare di glucosio = 180,16 g/mol 1 mol contiene 6,023 x 1023 molecole
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mitocondrio
a. creste trasversalib. creste longitudinali
c. creste tubulari
1. memb. esterna2. memb. interna3. spazio intermem.
4. matrice
5. cresta6. complessi ATPasi7. ribosomi
8. DNA mitocondriale (circolare)
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cloroplasti
famiglia di plastidi
2-5 m
contengono clorofilla
sito di fotosintesi
due membrane spazio intermembrana
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cloroplasti
contengono tilacoidi
pila di tilacoidi =granum
stroma contiene DNA
e ribosomi
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cloroplasti
1. memb. esterna
2. memb. interna
3. spazio intermem.
4. stroma
5. tilacoide intergranale (stroma)
6. tilacoidi (grano)
7. grano
8. gocciolina lipidica
9. ribosomi
10. granulo di amido
11. DNA circolare
(cloroplastico)Thursday, December 6, 12
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cloroplasti
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fotosintesi
processo chimico sostanze organiche
diossido di carbonio, acqua, luce
mediata dalla clorofilla
6CO2 + 6H2O + luce C6H12O6 + 6O2
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fotosintesi
piante sono organismi autotrofi
energia luminosa
energia chimica piante sono trasformatori piuttosto che
produttori
alghe luce assorbita, verde rispecchiato
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fotosintesi
nello stroma viene sintetizzato il zuccheroda CO2 e H2O
clorofilla nelle membrane dei tilacoidi
membrane contengono parte del sistemamolecolare che trasforma energia luminosain quella chimica
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alghe unicellulari
A Alga unicellulare (diatomea)
Microscopio ottico. Ingrandimento 4500 x.
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alghe unicellulari
B Alga unicellulare (diatomea)
Microscopio elettronico a scansione. Ingrandimento 4500 x.Le strutture della superficie appaiono molto ben definite.
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ribosomi
complessi di proteine e rRNA(ribosomiale)
sintesi proteica (mRNA proteina)
ribosomi liberi proteina intracellulare
ribosomi legati proteina secreta +proteina di membrana
legati al reticolo endoplasmatico
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ribosoma
2 subunit
grande e piccola (due proteine diverse si
uniscono)
accetta tRNA specifico per i codoni dimRNA
tRNA legato ai amminoacidi perproteosintesi
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sistema di endomembrane
nucleo
reticolo endoplasmatico liscio
reticolo endoplasmatico rugoso apparato Golgi
lisosomi
vacuoli
vescicole di trasporto
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nucleo
contiene cromosomi (DNA) eucariotica
5 m
involucro nucleare
sintetizza mRNA (messagero)
pori nucleari (complesso del poro) mRNA ribosomi
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nucleo1. involucro nucleare
2. ribosomi3. pori nucleari
4. nucleolo
5. eucromatina
6. eterocromatina
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nucleolo
sintesi dellRNA ribosomiale
rRNA
struttura fibrosa e granulata
una o pi coppie
possono sintetizzare proteina scompare durante la mitosi
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involucro nucleare
struttura che riveste ed isola il nucleo
in continuit con il reticolo endoplasmaticoruvido
doppia membrana
spazio intermembrana, 10-14 nm
membrana di RER e nucleo si fondono alivello del poro nucleare
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poro nucleare
numero di pori varia
cellula somatica umana ha circa 4000 pn.
uovo di anfibio ne ha decine di migliaia
composti da 8 proteine, nucleoporine
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pori nucleari
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cromatina
acidi nucleici
acido deossiribonucleico legato a proteine dette istoni
eucromatina
eterocromatina
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eucromatina
meno condensata
intensa attivit di trascrizione
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eterocromatina
pi condensata
10% del genoma
non sembra presentare attivit ditrascrizione
costitutiva - geni mai espressi facultativa - geni possono essere espressi
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dogma centrale
nucleo
ribo
somi
DNA mRNA proteina
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reticolo endoplasmatico liscio
membrane
sintesi di lipidi
metabolismo di carboidrati
detossificazione di sostanze nocive
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reticolo liscio
reticolo endoplasmatico
liscio
mitocondrio
ribosomi liberi
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reticolo liscio
privo di ribosomi
immagazzinamento di ioni Ca2+
muscoli: contrazione
ioni del REL citoplasma
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
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REL
testicoli: steroidi (ormoni)
fegato: regolazione di zuccheri sanguigni
fegato: demolizione dei farmaci e altresostanze potenzialmente nocive
produzione del REL aumentato quando le
sostanze sono aumentate
tolleranza
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reticolo endoplasmatico rugoso
coperto da ribosomi
produzione di proteine destinate a la membrana o allo
spazio extracellulare
zuccheri attaccati alle proteine (glicoproteine,proteoglicani)
trasporto via vescicole amplia produzione di membrane
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apparato Golgi
speditore cellulare
sacchetti di membrane non collegate riceve e modifica
parte cis (reticolo endoplasmatico)
parte trans (membrana)
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apparato Golgi
particolarmente sviluppati nelle cellule disecrezione
modificazione progressiva nelle cisterne modello di maturazione delle cisterne
vescicole sono etichettate
sintetizza alcune macromolecole(polisaccaridi)
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1. RER
2. REL3. Golgi
4. vescicole
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lisosomi
enzimi idrolitici prodotti dal RER
ambiente acido
degradazione di macromolecole
fagocitosi vacuoli alimentari
autofagia degradazione di organuli difettosi malattia ereditaria Tay-Sachs
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
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vacuoli
diversi ruoli
vacuoli alimentari (fagocitosi) vacuoli contrattili (espellono acqua
eccessiva)
vacuoli idrolitici
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
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vacuolo centrale della pianta
pu contenere riserve di composti organici
sede principale di ioni inorganici (Na+, K+) pu contenere pigmenti
immagazzina composti tossici
ruolo importante nella crescita della pianta
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il citoscheletro
supporto meccanico motilit cellulare
regolazione del attivit biochimica
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supporto meccanico
ancoraggio dei organuli
scheletro molto dinamico
pu essere rapidamente smantellato ericostituito
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motilit cellulare
cambiamento di posizione
movimenti intracellulari proteine motrici
contrazioni muscolari
vescicole migrano via il citoscheletro
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
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regolazione biochimica
in risposta a stimoli meccanici
trasmissione del segnale meccanicoallinterno della cellula
pu raggiungere il nucleo
riarrangiamenti del nucleolo e altrestrutture nucleari
Thursday, December 6, 12
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
85/100
Thursday, December 6, 12
componenti del
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
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componenti delcitoscheletro
microtubuli
filamenti intermedi
microfilamenti
centrosomi
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
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microtubuli
alfa-tubulina e beta-tubulina
formazione di un dimero
due estremit sono diverse
estremit positiva pi veloce
separazione dei cromosomi durante ladivisione cellulare
Thursday, December 6, 12
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
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verde: microtubulirosso: cinetocore
azzurro: cromosomi
Thursday, December 6, 12
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7/30/2019 (s6ita - bi4ita) Presentazione: Ultrastruttura Della Cellula Eucariotica
89/100
centrosomi
microtubuli formati al centrosoma
centro di organizzazione dei microtubuli
centrioli allinterno dei centrosomi
ruolo nella divisione cellulare
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ciglia e flagelli
ciglia sono pi piccoli
cellule epiteliali hanno ciglia
muco respiratorio uovo utero
flagelli muovono la cellula intera
protisti
spermatozoo
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fil
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microfilamenti
7nm actina
bastoncini elicoidali
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fil
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microfilamenti
contrazione cellulare cambiamento di forma cellulare
movimento
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fil i i di
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filamenti intermedi
gruppo vario
proteine fibrose
rinforzo per sopportare eventuali tensioni
posizione dei organuli
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ll l i l
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cellula animale
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1. involucro nucleare2. poro nucleare3. nucleolo4. nucleoplasma5. cromatina (DNA)6. citoplasma
7. membrana plasmatica
8. mitocondrio9. reticolo endoplasmatico rugoso10. reticolo endoplasmatico liscio11. apparato Golgi
12. lisosomi13. ribosomi liberi
14. poliribosoma
15. microfilamenti16. microtubuli17. gocciolina lipidica18. centrioli
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ll l l
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cellula vegetale
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19. cloroplasti20. parate cellulare
21. lamella mediana22. plasmodesma23 l