TEORIA CELLULARE TEORIA CELLULARE ((VirchowVirchow; ; SchleidenSchleiden; ; SchwannSchwann. 1850). 1850)

1)1)Tutti gli organismi sono formati da una o più cellule;Tutti gli organismi sono formati da una o più cellule;

2)2) La cellula è la più piccola unità che presenta le La cellula è la più piccola unità che presenta le 2)2) La cellula è la più piccola unità che presenta le La cellula è la più piccola unità che presenta le

proprietà tipiche della vita;proprietà tipiche della vita;

3)3)Le cellule si moltiplicano solo in seguito a crescita e Le cellule si moltiplicano solo in seguito a crescita e

divisione di cellule preesistenti.divisione di cellule preesistenti.

A FRONTE A FRONTE DIDI UNA NOTEVOLE UNA NOTEVOLE

VARIETA’ VARIETA’ DIDI FORME E FUNZIONI,FORME E FUNZIONI,

DIFFERENTI TIPI DIFFERENTI TIPI DIDI CELLULECELLULE

SONO ACCOMUNATI DAL SONO ACCOMUNATI DAL

POSSEDERE TUTTE:POSSEDERE TUTTE:

1)1) CITOPLASMACITOPLASMA;;

2)2) NUCELOIDE O NUCLEONUCELOIDE O NUCLEO;;

3)3) MEMBRANA PLASMATICAMEMBRANA PLASMATICA

LA MICROSCOPIALA MICROSCOPIA

SE SI RADDOPPIA IL DIAMETRO SE SI RADDOPPIA IL DIAMETRO DIDI UNA CELLULA, IL SUO UNA CELLULA, IL SUO VOLUMEVOLUME DIVENTERA’ 8 VOLTE DIVENTERA’ 8 VOLTE

MAGGIORE, MENTRE LA MAGGIORE, MENTRE LA SUPERFICIESUPERFICIE AUMENTERA’ AUMENTERA’ DIDI APPENA 4 VOLTE!APPENA 4 VOLTE!MAGGIORE, MENTRE LA MAGGIORE, MENTRE LA SUPERFICIESUPERFICIE AUMENTERA’ AUMENTERA’ DIDI APPENA 4 VOLTE!APPENA 4 VOLTE!

VOLUME DELLA CELLULA = CONTIENE TUTTE LE SOSTANZE NECESSARIE PER FAR AVVENIREVOLUME DELLA CELLULA = CONTIENE TUTTE LE SOSTANZE NECESSARIE PER FAR AVVENIRE

LE REAZIONI BIOCHIMICHE ALL’INTERNO DELLA STESSA CELLULA.LE REAZIONI BIOCHIMICHE ALL’INTERNO DELLA STESSA CELLULA.

SUPERFICIE DELLA CELLULA = CONSENTE LO SCAMBIO SUPERFICIE DELLA CELLULA = CONSENTE LO SCAMBIO DIDI SOSTANZE TRA AMBIENTE EST. ED SOSTANZE TRA AMBIENTE EST. ED

INT. E VICEVERSA.INT. E VICEVERSA.

CONCLUSIONECONCLUSIONE: LE CELLULE DEVONO MANTENERE LE DIMENSIONI DEL LORO DIAMETRO: LE CELLULE DEVONO MANTENERE LE DIMENSIONI DEL LORO DIAMETRO

ENTRO UN CERTO LIMITE, ALTRIMENTI ENTRO UN CERTO LIMITE, ALTRIMENTI CICI SAREBBE UNA ECCESSIVA DISCREPANZASAREBBE UNA ECCESSIVA DISCREPANZA

TRA SUPERFICIE (QUANTITA’ TRA SUPERFICIE (QUANTITA’ DIDI SOSTANZE CHE POSSONO SCAMBIARSI) E VOLUMESOSTANZE CHE POSSONO SCAMBIARSI) E VOLUME

(QUANTITA’ (QUANTITA’ DIDI REAZIONI BIOCHIMICHE CHE POSSONO SVOLGERSI)!REAZIONI BIOCHIMICHE CHE POSSONO SVOLGERSI)!

CELLULA CELLULA

PROCARIOTICAPROCARIOTICAPROCARIOTICAPROCARIOTICA

PROCARIOTIPROCARIOTIDOMINIODOMINIO

SOTTODOMINISOTTODOMINI

EUBATTERIEUBATTERI ARCHEOBATTERIARCHEOBATTERI

GRAM +GRAM + GRAM GRAM --

SOTTODOMINISOTTODOMINI

EUBATTERIEUBATTERI3 3 µµµµµµµµmm

CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEGLI EUBATTERICARATTERISTICHE PRINCIPALI DEGLI EUBATTERI

1)1) DIMENSIONI RELATIVAMENTE PICCOLE (POCHI DIMENSIONI RELATIVAMENTE PICCOLE (POCHI µµµµµµµµm m DIDI LUNGHEZZA);LUNGHEZZA);

2)2) PARETE CELLULARE;PARETE CELLULARE;

3)3) CAPSULA;CAPSULA;

4)4) MEMBRANA PLASMATICA;MEMBRANA PLASMATICA;

5)5) CROMOSOMA (ED EVENTUALMENTE UNO O Più PLASMIDI);CROMOSOMA (ED EVENTUALMENTE UNO O Più PLASMIDI);5)5) CROMOSOMA (ED EVENTUALMENTE UNO O Più PLASMIDI);CROMOSOMA (ED EVENTUALMENTE UNO O Più PLASMIDI);

6)6) RIBOSOMI;RIBOSOMI;

7)7) MESOSOMI;MESOSOMI;

8)8) FIMBRIE, PILI, FLAGELLI;FIMBRIE, PILI, FLAGELLI;

9)9) TALORA POSSONO SPORULARE.TALORA POSSONO SPORULARE.

IMPIMP: NON HANNO UN SISTEMA ENDOMEMBRANOSO!: NON HANNO UN SISTEMA ENDOMEMBRANOSO!

ARCHEAARCHEA

MANCANO MANCANO DIDI PEPTIDOGLICNI PEPTIDOGLICNI

NELLA PARETE NELLA PARETE CELLCELL., LA MEMBR.., LA MEMBR.

CELL. E’ COSTITUITA DA LIPIDICELL. E’ COSTITUITA DA LIPIDI

DIFFERENTI RISPETTO A QUELLIDIFFERENTI RISPETTO A QUELLI

DEGLI EUBATTERI, LA STRUTTURADEGLI EUBATTERI, LA STRUTTURADEGLI EUBATTERI, LA STRUTTURADEGLI EUBATTERI, LA STRUTTURA

DEI LORO GENI, NONCHE’ LADEI LORO GENI, NONCHE’ LA

SEQUENZA SEQUENZA DIDI MOLTI LOROMOLTI LORO

RNA E PROTEINE E’ PIU’ SIMILERNA E PROTEINE E’ PIU’ SIMILE

A QUELLA DEGLI EUCARIOTIA QUELLA DEGLI EUCARIOTI

PIUTTOSTO CHE A QUELLA DEGLIPIUTTOSTO CHE A QUELLA DEGLI

EUBATTERI.EUBATTERI.

CELLULA CELLULA

EUCARIOTICAEUCARIOTICAEUCARIOTICAEUCARIOTICA

COMPARTIMENTALIZZAZIONECOMPARTIMENTALIZZAZIONE

TUTTI GLI ORGANISMITUTTI GLI ORGANISMI

MULTICELLULARI, (COMPRESIMULTICELLULARI, (COMPRESI

VEGETALI, FUNGHI ED VEGETALI, FUNGHI ED

ANIMALI) SONO COSTITUITIANIMALI) SONO COSTITUITI

DA CELLULE EUCARIOTICHE.DA CELLULE EUCARIOTICHE.

ESISTONO CMQ. ALCUNIESISTONO CMQ. ALCUNI

ORGANISMI EUCARIOTIORGANISMI EUCARIOTI

UNICELLULARI (PROTOZOI,UNICELLULARI (PROTOZOI,

AMEBE E LIEVITI)AMEBE E LIEVITI)

NucleoNucleoDESCRITTO PER LA PRIMA VOLTA NEL 1831 DA ROBERTDESCRITTO PER LA PRIMA VOLTA NEL 1831 DA ROBERT

BROWN. E’ L’ORGANULO CELL. PIU’ GRANDE E BROWN. E’ L’ORGANULO CELL. PIU’ GRANDE E CARATTE=CARATTE=

RISTICO DELLE CELL EUCARIOTICHE. LA SUA RISTICO DELLE CELL EUCARIOTICHE. LA SUA DIMEN=DIMEN=

SIONE E’ SIONE E’ DIDI POCHI POCHI µµµµµµµµm.m.

ALL’INTERNO DEL NUCLEO SI TROVANO ALL’INTERNO DEL NUCLEO SI TROVANO CROMATINA CROMATINA (DNA + (DNA +

PROTEINE ISTONICHE E PROTEINE NON ISTONICHE), PROTEINE ISTONICHE E PROTEINE NON ISTONICHE), RNA RNA E E

NUMEROSI ENZIMINUMEROSI ENZIMI..

E’ SEPARATO DAL CITOPLASMA GRAZIE AD UN E’ SEPARATO DAL CITOPLASMA GRAZIE AD UN INVOLUCROINVOLUCRO

NUCLEARE NUCLEARE (DOPPIA MEMBRANA). LA MEMBRANA PIU’ ESTERNA (DOPPIA MEMBRANA). LA MEMBRANA PIU’ ESTERNA

E’ CONTINUA CON IL RETICOLO ENDOPLASMATICO. LE DUE MEMBR. E’ CONTINUA CON IL RETICOLO ENDOPLASMATICO. LE DUE MEMBR.

SI FONDONO IN PROSSIMITA’ DEI SI FONDONO IN PROSSIMITA’ DEI PORI NUCLEARIPORI NUCLEARI. ALTRA . ALTRA

IMPORTANTE STRUTTURA SUBIMPORTANTE STRUTTURA SUB--NUCLEARE E’ IL NUCLEARE E’ IL NUCLEOLONUCLEOLO. .

Reticolo EndoplasmaticoReticolo EndoplasmaticoEstesa rete interconnessa di canali membranosi e vescicole chiamate cisterne. Ogni Estesa rete interconnessa di canali membranosi e vescicole chiamate cisterne. Ogni

singola cisterna, racchiuso da un’unica membrana, contiene il lume della cisterna.singola cisterna, racchiuso da un’unica membrana, contiene il lume della cisterna.

Reticolo Endoplasmatico Ruvido (RER)Reticolo Endoplasmatico Ruvido (RER)RE RE ASSOCIATO A RIBOSOMIASSOCIATO A RIBOSOMI..

PRINCIPALE SEDE PRINCIPALE SEDE DIDI SINTESI SINTESI DIDI PROTEINE PROTEINE DIDI SECREZIONESECREZIONE..

CELLULE AD INTENSA ATTIVITA’ SECRETORIA HANNO UN RER MOLTO ESTESOCELLULE AD INTENSA ATTIVITA’ SECRETORIA HANNO UN RER MOLTO ESTESO

(ES: CELLULE DEL PANCREAS ENDOCRINO).(ES: CELLULE DEL PANCREAS ENDOCRINO).

LA MEMBR ESTERNA DEL RER E’ STRETTAMENTE CORRELATA, SIA LA MEMBR ESTERNA DEL RER E’ STRETTAMENTE CORRELATA, SIA STRUTTU=STRUTTU=

RALMENTE CHE FUNZIONALMENTE CON L’INVOLUCRO NUCLEARE.RALMENTE CHE FUNZIONALMENTE CON L’INVOLUCRO NUCLEARE.

P.S.: I RIBOSOMI LIBERI NEL CITOSOL FONDAMENTAMENTALMENTE P.S.: I RIBOSOMI LIBERI NEL CITOSOL FONDAMENTAMENTALMENTE SINTETIZ=SINTETIZ=

ZANO PROTEINE CHE RIMANGONO ALL’INTERNO DELLA CELLULA.ZANO PROTEINE CHE RIMANGONO ALL’INTERNO DELLA CELLULA.ZANO PROTEINE CHE RIMANGONO ALL’INTERNO DELLA CELLULA.ZANO PROTEINE CHE RIMANGONO ALL’INTERNO DELLA CELLULA.

Reticolo Endoplasmatico Liscio (REL)Reticolo Endoplasmatico Liscio (REL)

LE SUE MEMBRANE NON SONO ASSOCIATE AI RIBOSOMI.LE SUE MEMBRANE NON SONO ASSOCIATE AI RIBOSOMI.

SVOLGE ESSENZIALMENTE LA FUNZIONE SVOLGE ESSENZIALMENTE LA FUNZIONE DIDI SINTETIZZARE LIPIDI SINTETIZZARE LIPIDI CHE CHE DIVENTE=DIVENTE=

RANNO PARTE DELLE MEMBRANE CELLULARI.RANNO PARTE DELLE MEMBRANE CELLULARI.

CELLULE QUALI GLI EPATOCITI HANNO UN REL MOLTO ESTESOCELLULE QUALI GLI EPATOCITI HANNO UN REL MOLTO ESTESO

Complesso del GolgiComplesso del GolgiPila di cisterne membranose cui non sono associati ribosomi.Pila di cisterne membranose cui non sono associati ribosomi.

Generalmente è posizionato in prossimità di complessi di membrane del RER,Generalmente è posizionato in prossimità di complessi di membrane del RER,

in particolare tra questo e la membrana citoplasmatica.in particolare tra questo e la membrana citoplasmatica.

All’interno del complesso avvengono delle All’interno del complesso avvengono delle modifiche modifiche postpost--traduzionalitraduzionali (aggiunta(aggiunta

di piccoli gruppi funzionali o di lipidi o di glucidi) delle proteine sintetizzatedi piccoli gruppi funzionali o di lipidi o di glucidi) delle proteine sintetizzate

dal RER.dal RER.

Una volte modificate, le Una volte modificate, le proteine gemmano dalla faccia del Golgi rivoltaproteine gemmano dalla faccia del Golgi rivoltaUna volte modificate, le Una volte modificate, le proteine gemmano dalla faccia del Golgi rivoltaproteine gemmano dalla faccia del Golgi rivolta

verso la membrana cellulareverso la membrana cellulare..

LisosomiLisosomiVescicole contenenti più di 30 enzimi idrolitici Vescicole contenenti più di 30 enzimi idrolitici

necessari per la digestione di moltenecessari per la digestione di molte

molecole complesse (molecole complesse (protprot, lipidi, ac. nucleici, , lipidi, ac. nucleici,

polisaccaridi).polisaccaridi).

Si originano per gemmazione di vescicole dal Si originano per gemmazione di vescicole dal

complesso del Golgi.complesso del Golgi.

Il pH al loro interno è di ca. 5.Il pH al loro interno è di ca. 5.

Es. di loro funzionamento: le molecole alimentari che Es. di loro funzionamento: le molecole alimentari che

entrano all’interno dellaentrano all’interno dellaentrano all’interno dellaentrano all’interno della

cellula mediante endocitosi. Le vescicole cellula mediante endocitosi. Le vescicole endociticheendocitiche

possono quindi fondersipossono quindi fondersi

con il lisosoma che inizierà a degradare il contenuto con il lisosoma che inizierà a degradare il contenuto

della vescicola.della vescicola.

Altri processi:Altri processi:

1)1) AutofagiaAutofagia (Rimozione di (Rimozione di organelliorganelli difettosi);difettosi);

2)2) Fagocitosi Fagocitosi (Eliminazione di batteri o particelle (Eliminazione di batteri o particelle

cellulari ad opera dei fagociti).cellulari ad opera dei fagociti).

MALATTIE DA ACCUMULO LISOSOMALE MALATTIE DA ACCUMULO LISOSOMALE (Es. (Es.

TayTay--SachsSachs))

RICAPITOLANDORICAPITOLANDO

MitocondriMitocondri

Al loro interno avviene la Respirazione Cellulare.Al loro interno avviene la Respirazione Cellulare.

Processo attraverso cui molecole “carburante”Processo attraverso cui molecole “carburante”

(Glucidi, Lipidi) sono degradate da reazioni in parte(Glucidi, Lipidi) sono degradate da reazioni in parte

citosolichecitosoliche ed in parte mitocondriali a CO2 eded in parte mitocondriali a CO2 ed

H2O con rilascio di energia, per circa il 43%H2O con rilascio di energia, per circa il 43%H2O con rilascio di energia, per circa il 43%H2O con rilascio di energia, per circa il 43%

catturata dalle molecole di ATP.catturata dalle molecole di ATP.

Le molecole “carburante” vengono “bruciate”Le molecole “carburante” vengono “bruciate”

grazie all’O2, ecco perché si parla di grazie all’O2, ecco perché si parla di

respirazionerespirazione!!

TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE –– 1,5 MLD. 1,5 MLD. DIDI ANNI FA SI PASSAVAANNI FA SI PASSAVADA UN’ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTEDA UN’ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTE

NASCITA DEI MITOCONDRINASCITA DEI MITOCONDRINASCITA DEI MITOCONDRINASCITA DEI MITOCONDRI

Il Il CitoscheletroCitoscheletroIl Il citoschcitosch. È un sistema di . È un sistema di filamentifilamenti

e tubuli proteicie tubuli proteici interconnessi tra lorointerconnessi tra loro

Che si estende ovunque nel citoplasmaChe si estende ovunque nel citoplasma

delle delle cellcell. . eucarioticheeucariotiche..

Molto Molto importnateimportnate per dare sostegno eper dare sostegno e

forma alle cellule forma alle cellule euceuc. Animali, molto. Animali, moltoforma alle cellule forma alle cellule euceuc. Animali, molto. Animali, molto

meno imp. Nelle cellule vegetali dovemeno imp. Nelle cellule vegetali dove

la Parete Cellulare svolge un ruolo la Parete Cellulare svolge un ruolo

chiave nel mantenimento della forma chiave nel mantenimento della forma

e della e della struttstrutt. . CellCell..

Nelle Nelle cellcell. animali il . animali il citschcitsch. comprende:. comprende:

1)1) MicrotubuliMicrotubuli;;

2)2) Filamenti IntermediFilamenti Intermedi;;

3)3) MicrofilamentiMicrofilamenti..

Nelle Nelle cellcell. vegetali sono presenti solo microtubuli e microfilamenti.. vegetali sono presenti solo microtubuli e microfilamenti.

Molti microtubuli Molti microtubuli citoscheletricicitoscheletrici nellenelle

cellcell. animali si originano e si irradiano . animali si originano e si irradiano

a partire da una regione dellaa partire da una regione della

cellcell. nota come . nota come CENTROSO=CENTROSO=

MAMA. In questa regione si . In questa regione si

trovano due trovano due organelliorganelli fattifatti

da microtubuli:da microtubuli:

i i CENTRIOLICENTRIOLI

ALCUNI MOVIMENTI CELL. COME IL MOTO A FRUSTA DEGLIALCUNI MOVIMENTI CELL. COME IL MOTO A FRUSTA DEGLI

SPERMATOZOI DIPENDONO DAI MICROTUBULI E DALLE LOROSPERMATOZOI DIPENDONO DAI MICROTUBULI E DALLE LORO

PROTEINE MOTRICI (LE PROTEINE MOTRICI (LE DINEINEDINEINE E LE E LE CHINESINECHINESINE).).

I MICROFILAMENTI SONO INVECE RESPONSABILI DEL MOTOI MICROFILAMENTI SONO INVECE RESPONSABILI DEL MOTO

AMEBOIDE O LA CONTRAZIONE DELLE CELLULE MUSCOLARI AMEBOIDE O LA CONTRAZIONE DELLE CELLULE MUSCOLARI

(MIOSINE).(MIOSINE).

INFINE, DURANTE LA DIVISIONE CELLULARE, I CROMOSOMI INFINE, DURANTE LA DIVISIONE CELLULARE, I CROMOSOMI

VENGONO SEPARATI E MOSSI GRAZIE AI MICROTUBULI MENTREVENGONO SEPARATI E MOSSI GRAZIE AI MICROTUBULI MENTRE

IL CITOPLASMA E’ DIVISO AD OPERA DEI MICROFILAMENTI.IL CITOPLASMA E’ DIVISO AD OPERA DEI MICROFILAMENTI.

PARETE CELLULARE, CLOROPLASTI E VACUOLO CENTRALE: PARETE CELLULARE, CLOROPLASTI E VACUOLO CENTRALE: LE PRINCIPALI STRUTTURE “SPECIALIZZATE” DELLELE PRINCIPALI STRUTTURE “SPECIALIZZATE” DELLE

CELLULE VEGETALICELLULE VEGETALI

TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE –– 1,5 MLD. 1,5 MLD. DIDI ANNI FA SI PASSAVAANNI FA SI PASSAVADA UN’ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTEDA UN’ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTE

NASCITA DEI CLOROPLASTINASCITA DEI CLOROPLASTI

COMPARAZIONE TRA ALCUNE CARATTERISTICHE DELLE CELL.COMPARAZIONE TRA ALCUNE CARATTERISTICHE DELLE CELL.

PROCARIOTICHE ED EUCARIOTICHEPROCARIOTICHE ED EUCARIOTICHE

CARATTERISTICACARATTERISTICA PROCARIOTIPROCARIOTI EUCARIOTIEUCARIOTI

DimensioneDimensione Pochi µm Decine di µm*

Nucleo delimitato daMembrana

No Si

Organuli No Si

Microtubuli No Si

Microfilamenti No SiMicrofilamenti No Si

Filamenti intermedi No Si

Esocitosi ed Endocitosi No Si

Modal. Divisione Cell. Scissione Mitosi e Meiosi

Informazione Genetica DNA + Proteine DNA + Proteine (Cromosomi)

Maturazione dell’RNA Scarsa Elevata

Ribosomi Piccoli (70S) Grandi (80S)

••* Le cellule * Le cellule eucarioticheeucariotiche sono ca. 10 volte più grandi delle sono ca. 10 volte più grandi delle procarioticheprocariotiche come come

••Dimensioni lineari e 1000 volte maggiori come volume.Dimensioni lineari e 1000 volte maggiori come volume.

E’ stimato che nel corpo umano E’ stimato che nel corpo umano sono presenti circa 10sono presenti circa 101313 cellule cellule che costituiscono i differenti che costituiscono i differenti tessuti, organi e apparatitessuti, organi e apparati