Embed Size (px)
Citation preview
STRUTTURA DELLACELLULA
STRUTTURA DELLACELLULA
IL NUCLEOIl nucleo, presente unicamente nelle
cellule eucariote è circondato
dall’involucro nucleare costituito, da
due membrane separate e provvisto
di pori. Esso contiene i cromosomi,
filamenti di DNA che si evidenziano
durante la divisione cellulare. Nel
DNA dei cromosomi è racchiusa
l’informazione genetica per la
trasmissione dei caratteri ereditari. Il
DNA può copiare se stesso, cioè può
auto-duplicarsi. Da una molecola di
DNA se ne ottengono due
perfettamente uguali alla prima. La
duplicazione del DNA è il fenomeno
che precede e consente la
duplicazione o divisione cellulare.
2
Il nucleo, presente unicamente nelle
cellule eucariote è circondato
dall’involucro nucleare costituito, da
due membrane separate e provvisto
di pori. Esso contiene i cromosomi,
filamenti di DNA che si evidenziano
durante la divisione cellulare. Nel
DNA dei cromosomi è racchiusa
l’informazione genetica per la
trasmissione dei caratteri ereditari. Il
DNA può copiare se stesso, cioè può
auto-duplicarsi. Da una molecola di
DNA se ne ottengono due
perfettamente uguali alla prima. La
duplicazione del DNA è il fenomeno
che precede e consente la
duplicazione o divisione cellulare.
Nucleo (in altonella figura)contenente icromosomi.Il DNA(biomolecola construttura a doppiaelica) è contenutonei cromosomi.
3
Nucleo (in altonella figura)contenente icromosomi.Il DNA(biomolecola construttura a doppiaelica) è contenutonei cromosomi.
L’informazione genetica necessaria per sintetizzare leproteine è contenuta nel nucleo.Tale informazione viene trasmessa da una generazionealla successiva dai geni, che si possono considerare le«unità ereditarie» della cellula. Essi sono costituiti daDNA e si trovano nei cromosomi.
La sintesi proteica è una dellefunzioni primarie della cellula
4
L’informazione genetica necessaria per sintetizzare leproteine è contenuta nel nucleo.Tale informazione viene trasmessa da una generazionealla successiva dai geni, che si possono considerare le«unità ereditarie» della cellula. Essi sono costituiti daDNA e si trovano nei cromosomi.
MEMBRANA CELLULAREAnche detta membrana plasmatica, è un sottile rivestimento che delimita la
cellula in tutti gli organismi viventi, la separa dall'ambiente esterno e ne regola
gli scambi con questo.
Formata in prevalenza da lipidi, e più precisamente fosfolipidi. I fosfolipidi,
costituiti da due code di acidi grassi (apolari o idrofobici) e da una testa polare
(idrofila), si dispongono secondo uno schema coda-coda, minimizzando il
contatto con le molecole polari come l’ACQUA. Le teste polari sono rivolte
verso l’ambiente acquoso extracellulare ed intracellulare (la membrana
cellulare è formata da un doppio strato di molecole di fosfolipidi).
Nella componente lipidica si vanno a collocare, con importanti funzioni
fisiologiche, proteine e una piccola percentuale di glucidi, in forma di
glicoproteine e glicolipidi, e di molecole di colesterolo (steroide animale) che
la stabilizzano.
La membrana plasmatica presiede all‘OMEOSTASI cellulare, grazie alla sua
permeabilità selettiva.
.
5
Anche detta membrana plasmatica, è un sottile rivestimento che delimita la
cellula in tutti gli organismi viventi, la separa dall'ambiente esterno e ne regola
gli scambi con questo.
Formata in prevalenza da lipidi, e più precisamente fosfolipidi. I fosfolipidi,
costituiti da due code di acidi grassi (apolari o idrofobici) e da una testa polare
(idrofila), si dispongono secondo uno schema coda-coda, minimizzando il
contatto con le molecole polari come l’ACQUA. Le teste polari sono rivolte
verso l’ambiente acquoso extracellulare ed intracellulare (la membrana
cellulare è formata da un doppio strato di molecole di fosfolipidi).
Nella componente lipidica si vanno a collocare, con importanti funzioni
fisiologiche, proteine e una piccola percentuale di glucidi, in forma di
glicoproteine e glicolipidi, e di molecole di colesterolo (steroide animale) che
la stabilizzano.
La membrana plasmatica presiede all‘OMEOSTASI cellulare, grazie alla sua
permeabilità selettiva.
.
MEMBRANA CELLULARE
I MITOCONDRII Mitocondri servono alla cellula per produrre energia dalla demolizione
(ossidazione) delle sostanze nutritive (zuccheri e grassi). L’energia prodotta è
conservata nei legami chimici di una molecola particolare: l’ATP. In questi
processi i mitocondri consumano ossigeno e producono anidride carbonica
che sono i gas della respirazione: si parla perciò della respirazione cellulare.
La membrana interna è ripiegataa formare le crestemitocondriali.Nella matrice è presente il DNAmitocondriale (indipendente dalDNA del nucleo).
Transitando nell’apparato diGolgi, proteine e lipidisubiscono degli interventi etrasformazioni sostanziali.
Le sostanze vengono quindiimpacchettate in vescicole ditrasporto e dirette verso lamembrana plasmatica, doveavrà luogo la secrezione (oesocitosi).
L’apparato di Golgi modifica econfeziona le proteine
8
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Transitando nell’apparato diGolgi, proteine e lipidisubiscono degli interventi etrasformazioni sostanziali.
Le sostanze vengono quindiimpacchettate in vescicole ditrasporto e dirette verso lamembrana plasmatica, doveavrà luogo la secrezione (oesocitosi).
L’APPARATO DI GOLGI
È costituito da una serie di cisterne appiattiteformate da membrana, sacchi discoidali impilatiun sistema di queste cisterne è chiamata piladel Golgi e nei vegetali è denominata Dittiosoma.è diviso in cis-Golgi e trans-Golgiil cis-Golgi riceve le vescicole che arrivano dalREil trans-Golgi forma le vescicole secretorie o ditrasporto
È costituito da una serie di cisterne appiattiteformate da membrana, sacchi discoidali impilatiun sistema di queste cisterne è chiamata piladel Golgi e nei vegetali è denominata Dittiosoma.è diviso in cis-Golgi e trans-Golgiil cis-Golgi riceve le vescicole che arrivano dalREil trans-Golgi forma le vescicole secretorie o ditrasporto
Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) è contraddistintodalla presenza di ribosomi sulla membrana e sintetizza leproteine.Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) non presentaribosomi alla superficie e sintetizza lipidi di vario tipo.Proteine e lipidi vengono inglobati all’interno di vescicole ditrasporto e diretti all’apparato di Golgi.
Il reticolo endoplasmatico sintetizzae trasporta proteine e lipidi
10
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) è contraddistintodalla presenza di ribosomi sulla membrana e sintetizza leproteine.Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) non presentaribosomi alla superficie e sintetizza lipidi di vario tipo.Proteine e lipidi vengono inglobati all’interno di vescicole ditrasporto e diretti all’apparato di Golgi.
I lisosomi contengono enzimi che digeriscono le macromolecole e i rifiuticellulari.I perossisomi sacchetti rivestiti da membrana contengono enzimi coinvolti nelladetossificazione da molecole tossiche come l’acqua ossigenata (H2O2) o l’alcool(metanolo o etanolo). Un esempio di enzima perossisomiale è la catalasiche scinde l’acqua ossigenata in acqua e ossigeno.Nei vacuoli delle piante vengono accumulate sostanze di riserva (acqua,zuccheri, sali); essi hanno inoltre funzione di sostegno mantenendo il turgore.
Le vescicole e i vacuoli svolgonodiverse funzioni
Cellula animale
Cellula vegetale
I lisosomi contengono enzimi che digeriscono le macromolecole e i rifiuticellulari.I perossisomi sacchetti rivestiti da membrana contengono enzimi coinvolti nelladetossificazione da molecole tossiche come l’acqua ossigenata (H2O2) o l’alcool(metanolo o etanolo). Un esempio di enzima perossisomiale è la catalasiche scinde l’acqua ossigenata in acqua e ossigeno.Nei vacuoli delle piante vengono accumulate sostanze di riserva (acqua,zuccheri, sali); essi hanno inoltre funzione di sostegno mantenendo il turgore.
lisosomisacchetti circondati da una singola membrana, coinvolti
nella digestione intracellulare di corpi estranei ingeriti
tramite fagocitosi oppure di parti invecchiate della cellula
o di macromolecole, mediante enzimi idrolitici (cioè
digestivi) in essi contenuti. Il pH dei lisosomi è acido
(circa pH 5). Si distinguono i lisosomi primari (che si
formano dall’apparato di Golgi), che contengono i soli
enzimi idrolitici, e i lisosomi secondari, che contengono il
materiale da digerire. Se i lisosomi vengono danneggiati,
gli enzimi fuoriescono e digeriscono la cellula, che quindi
muore.
sacchetti circondati da una singola membrana, coinvolti
nella digestione intracellulare di corpi estranei ingeriti
tramite fagocitosi oppure di parti invecchiate della cellula
o di macromolecole, mediante enzimi idrolitici (cioè
digestivi) in essi contenuti. Il pH dei lisosomi è acido
(circa pH 5). Si distinguono i lisosomi primari (che si
formano dall’apparato di Golgi), che contengono i soli
enzimi idrolitici, e i lisosomi secondari, che contengono il
materiale da digerire. Se i lisosomi vengono danneggiati,
gli enzimi fuoriescono e digeriscono la cellula, che quindi
muore.12
Il sistema delle membrane interne corrisponde quindi a unaserie di organuli rivestiti da membrana, che comprendonoil reticolo endoplasmatico, l’apparato di Golgi, i lisosomi e levescicole di trasporto.
I vari componenti lavorano in sinergia fino al rilascio dellesostanze all’esterno (secrezione per esocitosi).
Gli organuli del sistema dellemembrane interne lavorano in sinergia
13
Il sistema delle membrane interne corrisponde quindi a unaserie di organuli rivestiti da membrana, che comprendonoil reticolo endoplasmatico, l’apparato di Golgi, i lisosomi e levescicole di trasporto.
I vari componenti lavorano in sinergia fino al rilascio dellesostanze all’esterno (secrezione per esocitosi).
Gli organuli del sistema dellemembrane interne lavorano in sinergia
I RIBOSOMI
Le «fabbriche» cellulari di proteine sono i ribosomi, piccoli organuli costituiti dadue subunità
15
I ribosomi, sono costituiti da rRNA e proteine
I ribosomi sono la sede dellasintesi proteica
16
I cloroplasti e i mitocondri sono le «centrali energetiche»cellulari.Tali organuli gestiscono la produzione di energia tramite iprocessi di fotosintesi e respirazione.
La cellula gestisce la produzione e ilconsumo di energia
17
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Le piante e le alghe usano l’energia del Sole perprodurre carboidrati (glucosio) e ossigeno a partiredall’anidride carbonica e dall’acqua, attraverso ilprocesso della fotosintesi.
La formula chimica della fotosintesi è:
I cloroplasti catturano l’energia solaree producono carboidrati
18
Le piante e le alghe usano l’energia del Sole perprodurre carboidrati (glucosio) e ossigeno a partiredall’anidride carbonica e dall’acqua, attraverso ilprocesso della fotosintesi.
La formula chimica della fotosintesi è:
6CO2 6H2O+ +C6H12O6 6O2acquaanidride carbonica glucosio ossigeno
I cloroplasti svolgonofunzione fotosintetica.La doppia membrana deicloroplasti racchiude unampio spazio dettostroma, dove avviene lasintesi dei carboidrati.La clorofilla che cattura laluce solare è invecelocalizzata nellamembrana dei tilacoidi.
I cloroplasti catturano l’energia solaree producono carboidrati
19
I cloroplasti svolgonofunzione fotosintetica.La doppia membrana deicloroplasti racchiude unampio spazio dettostroma, dove avviene lasintesi dei carboidrati.La clorofilla che cattura laluce solare è invecelocalizzata nellamembrana dei tilacoidi.
I mitocondri demoliscono i carboidratie producono ATP
Gli organismi eucariotici producono energia (ATP)attraverso il processo della respirazione cellulare,che consente di liberare l’energia immagazzinata nelglucosio usando ossigeno.
La formula chimica della respirazione è:
20
Gli organismi eucariotici producono energia (ATP)attraverso il processo della respirazione cellulare,che consente di liberare l’energia immagazzinata nelglucosio usando ossigeno.
La formula chimica della respirazione è:
6CO2 6H2O++C6H12O6 6O2acquaanidride carbonicaglucosio ossigeno
La respirazione cellulare hasede nei mitocondri.Essi sono suddivisi incomparti: la membranaesterna, lo spaziointramembrana, lamembrana interna, lecreste e la matrice.Il glucosio viene demolitonella matrice, mentre nellecreste si produce l’ATP.
I mitocondri demoliscono i carboidratie producono ATP
21
La respirazione cellulare hasede nei mitocondri.Essi sono suddivisi incomparti: la membranaesterna, lo spaziointramembrana, lamembrana interna, lecreste e la matrice.Il glucosio viene demolitonella matrice, mentre nellecreste si produce l’ATP.
Patologie come la malattia di Parkinson e la malattia diAlzheimer possono essere correlate a mutazioni delDNA mitocondriale (mtDNA).
Difetti dei mitocondri possono esserecausa di malattie
Mitocondri in una cellula muscolare
Il citoscheletro, che significa «scheletro dellacellula», ne mantiene la forma, contribuisce allaformazione delle giunzioni tra cellule e permette ilmovimento sia della cellula stessa sia dei suoiorganuli.
Il citoscheletro degli eucarioti è costituito da tre tipi dielementi: i filamenti di actina, i filamenti intermedie i microtubuli.
Il citoscheletro dà forma alla cellulae ne guida i movimenti
Il citoscheletro, che significa «scheletro dellacellula», ne mantiene la forma, contribuisce allaformazione delle giunzioni tra cellule e permette ilmovimento sia della cellula stessa sia dei suoiorganuli.
Il citoscheletro degli eucarioti è costituito da tre tipi dielementi: i filamenti di actina, i filamenti intermedie i microtubuli.
Sono costituiti da una proteina globulare chiamatatubulina. I microtubuli agiscono come rotaie lungo lequali si spostano i vari organuli cellulari.Lo scorrimento è reso possibile dalla presenza dimolecole motrici associate ai microtubuli.
I microtubuli
Questi filamenti sono disposti in fasci o a reticella esvolgono un ruolo strutturale di fondamentale importanza.Si tratta di filamenti flessibili e relativamente resistenti,tanto da consentire alle cellule di spostarsi con movimentoameboide o strisciando.
I filamenti di actina
Ciglia e flagelli sonoestroflessioni a forma di frustache si trovano in alcune celluleprocariotiche ed eucariotiche.Negli animali svolgono ruolicruciali lungo il trattorespiratorio e riproduttivo.Le ciglia (al singolare, ciglio)sono strutture brevi (2-10 μm).I flagelli sono appendici piùlunghe (200 μm).
Le ciglia e i flagelli contengonomicrotubuli
Ciglia e flagelli sonoestroflessioni a forma di frustache si trovano in alcune celluleprocariotiche ed eucariotiche.Negli animali svolgono ruolicruciali lungo il trattorespiratorio e riproduttivo.Le ciglia (al singolare, ciglio)sono strutture brevi (2-10 μm).I flagelli sono appendici piùlunghe (200 μm).
Le cellule vegetali sonoconnesse tra loro tramitesottili canali, iplasmodesmi.Essi consentono loscambio di materiali tracellule adiacenti e, diconseguenza, tra tutte lecellule della pianta.
Ogni cellula comunica con lecellule adiacenti
Le cellule vegetali sonoconnesse tra loro tramitesottili canali, iplasmodesmi.Essi consentono loscambio di materiali tracellule adiacenti e, diconseguenza, tra tutte lecellule della pianta.
Le cellule animali sonoconnesse tra loro tramitetre tipi di giunzioni:•giunzioni diancoraggio, odesmosomi;•giunzioni occludenti, oserrate;•giunzioni comunicanti,o giunzioni gap.
Ogni cellula comunica con lecellule adiacenti
Le cellule animali sonoconnesse tra loro tramitetre tipi di giunzioni:•giunzioni diancoraggio, odesmosomi;•giunzioni occludenti, oserrate;•giunzioni comunicanti,o giunzioni gap.
La cellula come industria
