Struttura e funzioni della cellula - University of Cagliari...Corso di Biofisica, Università di...

Corso di Biofisica, Università di Cagliari

Struttura e funzioni della cellula

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Riferimenti •  Books and others

•  Biological Physics (updated 1st ed.), Philip Nelson, Chap. 2

•  Physical Biology of the Cell, Phillips et al., Chap. 2

•  Movies

•  Exercise

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Dimensioni mondo (sub)cellulare

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Cellula unità fondamentale degli organismi viventi evoluti (~1020 in ognuno di noi)


Evoluzione cellulare

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Struttura di batterio (procariote)

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•  Capsula: rivestimento esterno

•  Parete cellulare: rivestimento intermedio (più rigido della capsula)

•  Membrana cellulare: strato interno sottile e fluido

•  Citoplasma: contiene gli organi interni

•  Nucleoide: singolo filamento di DNA

•  Pili: permettono adesione agli oggetti esterni

•  Flagelli: permettono il movimento (nuoto)

•  Ribosomi: assemblaggio proteine

Più piccole e semplici delle cellule eucariote (1-100 micron)


“Stile di vita” procariote

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•  unicellulari: solitari

•  colonie: formano biofilm

•  filamentosi: catene di cellule

Nutrizione

•  Fotosintesi

•  Patogeni: si nutrono di altri organismi viventi

•  Decompositori: si nutrono di materia morta


Struttura di una cellula eucariote

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•  Organelli

•  Cromosomi

•  Multicellulari



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Membrana cellulare “pelle” delicata e flessibile

contenente fosfolipidi e proteine



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Nucleo

Comparto delimitato da membrana che contiene il materiale genetico (DNA)

ed è provvisto di pori



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Nucleolo

•  Situato nel nucleo

•  Sito sintesi RNA ribosomiale (rRNA)

•  Composto da DNA, rRNA e proteine



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Mitocondri •  Sorgenti di energia cellulari

•  Numero proporzionale al fabbisogno energetico

cellulare



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Reticolo endoplasmatico

•  Liscio: sede sintesi lipidi e carboidrati

•  Ruvido o rugoso: una delle sedi sintesi proteica, contiene ribosomi

ancorati alla sua membrana



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Ribosomi •  Assemblano proteine a partire

da amminoacidi

•  Si trovano sia nel reticolo endoplasmatico sia nel

citoplasma



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Apparato del Golgi •  Processa i prodotti che arrivano

dal reticolo endoplasmatico all’interno di cisterne

•  lndirizza i prodotti ai vari apparati cellulari



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Lisozimi •  Cisterne contenenti enzimi digestivi

•  Digerisce nutrienti assorbiti dalla cellula

•  Digerisce componenti cellulari malfunzionanti o esauste



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Centrioli •  Coppie di tubi annodati fra loro

•  Organizzano e assistono la divisione cellulare



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Citoscheletro

•  Fatti da microtubuli

•  Fitta rete attraversa il citoplasma

•  Mantiene la forma cellulare e sostiene gli organelli



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Parete cellulare

•  Molto resistente (cellulosa)

•  Incollata alle pareti cellulari delle cellule

adiacenti

Cellula eucariote vegetale


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Vacuoli •  Grandi cisterne contenenti

acqua

•  Contribuisce a mantenere pressione cellulare

•  Siti stoccaggio amidi



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Cloroplasti •  Contengono clorofilla

•  Convertono energia solare in energia chimica tramite

fotosintesi



Anatomia cellulare Componente Funzione Procarioti Eucarioti

Capsula Protezione contro agenti esterni

(associata a patogenicità) Si No

Parete cellulare Preservare composizione, forma, e struttura interna Si

Si nelle cellule vegetali e nei funghi, non in cellule animali

Membrana cellulare Controllo flusso sostanze Si Si

Organelli Funzioni varie No Si

Nucleo (organello) Contiene materiale genetico No Si Mitocondri/Cloroplasti

Produzione e stoccaggio molecole energetiche No

Si, clorosplasti solo in cellule vegetali

Ribosomi Assemblaggio proteine Si Si

Cromosomi Stoccaggio DNA (replicazione) No Si Nucllide

(singolo filamento) Stoccaggio DNA Si No

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Anatomia cellulare •  Cellule eucariote in generale più grandi e diversificate per geometria e

grandezza.

•  Architettura cellulare qualitativamente conservata nei diversi tipi di cellule.

•  Insieme di funzioni basilari comuni a tutti i tipi di cellule.

•  Differenti tipi cellulari negli organismi più complessi (multicellulari):

–  Funzioni specialistiche in aggiunta alle funzioni basilari

–  Cellule organizzate per lavorare in maniera cooperativa nei tessuti

–  Tessuti danno vita a organi

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Alcune cellule nel corpo umano…

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Fisiologia cellulare Fisiologia: insieme di aspetti fisici delle funzioni e strutture

cellulari. –  Trasduzione di energia chimica o radiazione in energia meccanica o in

sintesi (metabolismo).

–  Creazione e alterazione propria struttura interna e mattoni fondamentali (proteine, lipidi, ecc.).

–  Replicazione (mitosi, meiosi).

–  Mantenimento composizione interna e concentrazioni ioniche (diffusione passiva, attiva, ecc.).

–  Motilità.

–  Percezione (sensing): controllo, nutrizione, difesa, attacco, riconoscimento molecole di segnale, controllo allosterico, apoptosi, ecc.

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