biologia cellulare Flashcards
carboidrati
Composti da C, H, O e diviso in monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.
Costituiscono il 60-90 % del peso secco dei vegetali ma sono 1% dei tessuti umani.
Il GLUCOSIO è il monosaccaride più importante -> sintetizzato con la fotosintesi.
Costituisce la principale fonte di energia.
I disaccaridi più importanti sono
- SACCAROSIO (zucchero; 1 glucosio + 1 fruttosio) - LATTOSIO (1 glucosio + 1 galattosio) - MALTOSIO (si ottiene dall'idrolisi parziale dell'amido; 2 glucosio) - CELLOBIOSIO (idrolisi parziale della cellulosa; 2 glucosio)
I polisaccaridi si dividono in “di riserva” e “strutturali”.
- Di riserva
Amido -> nei vegetali; polimero di a-glucosio; formato da amilosio a catena lineare e amilopectina a catena ramificata.
Glicogeno -> negli animali (fegato e muscoli); struttura simile all’amilopectina ma più ramificata.
- Strutturali
Cellulosa -> polimero di b-glucosio a catena lineare; pareti cellulari delle piante; l’uomo e i carnivori non sono in grado di scindere i legami b-glucosidici quindi non ricavano glucosio da essa.
Chitina -> polimero di N-acetilglucosammina; costituisce le pareti cellulari dei funghi e l’esoscheletro degli invertebrati.
Glicosamminoglicani (GAG) -> polisaccaridi lineari formati dall’alternarsi di 1 amminozucchero e un glucide acido; presenti nei tessuti animali con funzioni specifiche.
proteine
Unione di 20 amminoacidi tramite legame peptidico; tali amminoacidi sono quasi tutti chirali (tranne la glicina); e sono TUTTI L-a-amminoacidi (gruppo -NH2)
Di questi 20 amminoacidi 9 sono chiamati essenziali perché devono essere introdotti con l’alimentazione (non sintetizzati)
! I peptidi sono amminoacidi più semplici delle proteine.
Una proteina può presentare quattro strutture:
- Primaria -> sequenza di amminoacidi
- Secondaria -> disposizione nello spazio degli amminoacidi; può essere a-elica (avvolgimento con formazione di legami a idrogeno tra il gruppo -C=O e il gruppo -NH di due amminoacidi); foglietto-b (legami a idrogeno tra tratti)
- Terziaria -> ripiegamento su sé stessa della struttura secondaria
- Quaternaria -> presenza di subunità peptidiche.
Le proteine globulari presentano una struttura secondaria a tratti sia a-elica che foglietto-b e la loro forma è data dal ripiegamento di tali strutture (terziaria).
[proteine globulari ad esempio enzimi, ormoni]
Le proteine fibrose comprendono un solo tipo di struttura secondaria alla volta.
[proteine fibrose ad esempio elastina, cheratina e collagene].
La denaturazione delle proteine consiste nella perdita della struttura secondaria o terziaria.
lipidi
Sono insolubili in acqua e hanno diverse funzioni.
- Trigliceridi -> riserva energetica - Fosfolipidi -> costituenti delle membrane cellulari (doppio strato con le code idrofobe rivolte in dentro) - Steroidi -> quattro anelli condensati; comprendono ormoni sessuali e corticali, vitamina D e colesterolo (anche nelle membrane).
interazioni deboli
Creano un legame solo se agiscono insieme
- Legami a idrogeno - Forze di Van der Waals - Forze dipolo-dipolo - Forze idrofobe
microscopio
Il microscopio ottico ha due sistemi di lenti: obiettivo e oculare.
Consente di ingrandire un’immagine fino a 2000 volte; gli organismi più piccoli osservabili sono i batteri.
cellula introduzione
Una cellula è un elemento piccolissimo delimitato da una membrana pieno di una soluzione di acqua e sostanze dotato della capacità di copiarsi.
Nelle cellule l’informazione risiede nel DNA.
Ogni cellula è delimitata da una membrana cellulare (plasmalemma) al cui interno si trova il citosol (soluzione acquosa).
Citosol è la sostanza acquosa, Citoplasma tutto ciò che è dentro la membrana.
Le cellule si dividono in eucariotiche e procariotiche.
procariotiche VS eucariotiche
- Procariotiche -> cellule semplici e piccole; prive di organelli citoplasmatici delimitati da membrana e non hanno nucleo (singola molecola di DNA situata nella regione nucleoide); possono essere presenti plasmidi; nel citoplasma sono disciolti i ribosomi; presenza di invaginazioni chiamate mesosomi.
Queste cellule sono generalmente rivestite di una parete cellulare esterna alla membrana, costituita da peptidoglicani (catene polisaccaridiche).
Gli organismi procarioti sono sempre UNICELLULARI
I procarioti si riproducono in modo asessuato per scissione binaria ma possono anche avere uno scambio orizzontale di materiale genetico per trasformazione, trasduzione o coniugazione.
[procarioti esempi: archebatteri, eubatteri, cianobatteri o alghe azzurre].
Alcuni procarioti sono muniti di flagello per lo spostamento della cellula.- Eucariotiche -> sono più grandi e gli organelli sono divisi in compartimenti precisi; il materiale genetico è formato da cromosomi (ogni cromosoma è costituito da una molecola di DNA lineare) presenti nel nucleo.
Gli organismi eucarioti possono essere unicellulari (protisti) o pluricellulari.
- Eucariotiche -> sono più grandi e gli organelli sono divisi in compartimenti precisi; il materiale genetico è formato da cromosomi (ogni cromosoma è costituito da una molecola di DNA lineare) presenti nel nucleo.
DIFFERENZE: - Dimensioni - Flagello - Rivestimento della membrana - Ossigeno (aiuta o uccide) - Produzione composti ANALOGIE: - Composizione chimica (biomolecole) - Effettuazione glicolisi - ATP come energia - DNA
membrana cellulare
Avvolge la cellula proteggendola e regolando gli scambi.
Costituita da fosfolipidi e proteine (+ colesterolo e glicolipidi).
I FOSFOLIPIDI sono molecole anfipatiche formate da una testa polare idrofila e due code idrofobe -> formano un doppio strato con le teste all’esterno.
I glicolipidi sono fosfolipidi legati a una porzione glucidica (oligosaccaride);
Le PROTEINE svolgono diverse funzioni: enzimi, proteine di trasporto, recettori.
Le proteine di membrana possono legarsi a porzioni glucidiche formate da:
- Oligosaccaridi -> si parla di glicoproteine
- Lunghe catene polisaccaridiche -> peptidoglicani
I carboidrati della membrana formano un rivestimento -> glicocalice
Molte cellule animali sono circondate da una matrice extracellulare costituita da carboidrati e proteine fibrose.
Le proteine di membrana possono essere:
- Intrinseche/Integrali -> attraversano parzialmente o totalmente la membrana
- Estrinseche -> legate a una delle due facce della membrana
La membrana cellulare può avere diversi significati:
- Strutturale o morfologico -> forma della cellula - Funzionale -> regola gli scambi - Comunicazione o integrazione -> presenza di recettori; importanti nei ruoli di adesione e responsabili nell'inibizione da contatto.
nucelo
Ruolo importante nella replicazione, accrescimento e differenziazione delle cellule.
Circondato da una membrana nucleare (due membrane a doppio strato) costellata di pori per regolare gli scambi selettivi con il citoplasma.
Il nucleo contiene il DNA.
DNA + isotoni (proteine) = cromatina
La cromatina si addensa prima della duplicazione del DNA formando i cromosomi.
Presenza nel nucleo di nucleoli (sintesi rRNA e assemblaggio ribosomi).
ribosomi
Sono i siti della sintesi proteica -> assemblati nel nucleolo.
Sono formati da:
- Subunità maggiore
- Subunità minore
Le subunità formate da rRNA e proteine.
Possono essere sparsi nel citoplasma oppure legati a reticolo endoplasmatico (RER).
reticolo endoplasmatico
Sistema di tubuli e sacculi; specializzato nel trasporto dei materiali nella cellula. Si divide a seconda della presenza di ribosomi in:
- Liscio (REL) -> sintesi dei lipidi e detossificazione da veleni
- Rugoso (RER) -> sintesi proteine con destinazione esterna alla membrana cellulare.
Le proteine rilasciate da RER convergono verso l’apparato di Golgi mediante vescicole.
Apparato di Golgi formato da una pila di vescicole appiattite e delimitate da membrana (cisterne). -> diviso in cis (regione rivolta verso il RER) e trans (regione rivolta verso la membrana). Presenta un centro di raccolta, rielaborazione e smistamento delle proteine sintetizzate da RER -> ne modifica il contenuto, lo impacchetta in nuove vescicole, e lo trasferisce a nuovi compartimenti o alla membrana citoplasmatica.
lisosomi
Vescicole delimitate da membrana (stomaco cellulare) -> contiene enzimi idrolitici (digestivi) in grado di demolire sostanze organiche (ha un pH molto acido).
Abbondanti nelle cellule che difendono l’organismo (globuli bianchi).
Digeriscono sia le sostanze provenienti dall’esterno sia quelle non più utili ricavando amminoacidi e monosaccaridi per nuove funzioni.
Una cellula può suicidarsi rompendo la membrana dei lisosomi e rilasciando gli enzimi digestivi nel citoplasma -> autolisi.
microsomi
Simili ai lisosomi ma più piccoli.
Importanti i perossisomi -> vescicole per la produzione di perossido d’idrogeno(H2O2).
Una funzione importante è la demolizione di sostanze tossiche (alcol e farmaci) tramite reazioni che producono perossidi.
I perossidi sono dannosi per la membrana e tali composti vengono distrutti da enzimi (catalasi) che catalizzano la reazione 2 H2O2→O2+2H2O.
mitocondri
Organelli delimitati da una membrana doppia (esterna liscia e interna che presenta creste). Il contenuto è chiamato matrice.
Sono semiautonomi -> possiedono un DNA circolare proprio, ribosomi per produrre proteine, e si producono per scissione binaria.
Materiale genetico che viene trasmesso esclusivamente per via materna perché proviene dalla cellula uovo.
Sono considerati la centrale energetica della cellula: avviene la respirazione cellulare.
citoscheletro
Costituito da un intreccio di filamenti proteici che irrobustiscono la cellula -> determinano la forma e gli spostamenti dei cromosomi nella cellula, permettono gli spostami cellulari.
Formato da:
- Microtubuli -> ogni microtubulo è costituito da 13 filamenti di tubulina che formano un cilindro cavo.
- Filamenti intermedi -> formati d diverse proteine fibrose (per la resistenza)
- Microfilamenti -> filamenti di actina (contrazione muscolare; servono per il movimento).
Centrioli -> organelli cilindrici costituiti da 9 gruppi di microtubuli. Le cellule animali ne hanno 2, le vegetali zero.
Ruolo fondamentale nel montaggio dei microtubuli –> centrosoma come regione principale.
Flagelli e ciglia -> fasci di microtubuli e rivestiti da membrana cellulare (9 coppie di microtubuli appaiate e disposte a cerchio + una coppia al centro).
Ciglia -> corte e numerose
Flagelli -> lunghi e pochi
organelli cellula vegetale
Presentano in aggiunta i plastidi, i vacuoli e la parete cellulare.
PARETE CELLULARE
Rivestimento rigido che da la forma alla cellula; formata da fibre di cellulosa.
Presenza plasmodesmi -> fori che regola il passaggio di sostanze.
PLASTIDI
- Cromoplasti -> contenenti i pigmenti (sostanze colorate)
- Leucoplasti -> contenenti sostanze di riserva (incolori)
- Cloroplasti -> contenenti clorofille (pigmenti verdi) e sede della fotosintesi clorofilliana.
Sono circondati da una doppia membrana e contengono un sistema di vescicole appiattite (tilacoidi) sovrapposti a formare le grana (pile).
Contengono una molecola di DNA circolare e ribosomi; si dividono per scissione binaria.
VACUOLI
Vescicole contenenti acqua e sostanze varie che aumentano di volume quando la cellula invecchia fino ad occupare tutto il suo volume. Fungono da deposito per le sostanze di rifiuto e danno sostegno alla cellula.
trasporto di materiali e gradiente di concentrazione
Esiste il trasporto ATTIVO e il trasporto PASSIVO
- PASSIVO -> avviene secondo gradiente di concentrazione: da concentrazione maggiore a minore e non richiede energia; - ATTIVO -> avviene contro gradiente i concentrazione: da concentrazione minore a maggiore e richiede energia (fornita dall'idrolisi di ATP).
!!! GRADIENTE DI CONCENTRAZINE E GRADIENTE ELETTROCHIMICO !!!
- DI CONCENTRAZIONE -> è la forza che determina lo spostamento per diffusione da una zona a maggior concentrazione a una a minore;
ELETTROCHIMICO -> entrano in gioco le cariche (ioni); è la forza motrice netta che sposta un composto ionico attraverso la membrana (gradiente di concentrazione + potenziale elettrico)
diffusione semplice
Semplicemente il passaggio di sostanze secondo gradiente di concentrazione.
Visto che la membrana plasmatica è semipermeabile può essere attraversata in questo modo solo da piccole molecole non polari (O2 e CO2) oppure da piccole molecole neutre come acqua e urea.
osmosi
Consiste nel passaggio di acqua attraverso una membrana semipermeabile.
L’acqua passa spontaneamente dalla soluzione ipotonica (diluita) a quella ipertonica.
La pressione osmotica è quella che serve applicare alla soluzione ipertonica per impedire tale passaggio.
Nelle cellule vegetali si giunge alla pressione di turgore senza che la cellula scoppi (da sostegno).
trasporto grazie a proteine di membrana
Agiscono in modo specifico per ogni sostanza da trasportare.
- DIFFUSIONE FACILITATA -> trasporto di una sostanza secondo gradiente di concentrazione mediante una proteina di trasporto;
- TRASPORTO ATTIVO -> sostanza trasportate grazie a pompe contro gradiente di concentrazione (uso di energia ottenuta dall’idrolisi di ATP).
Le proteine trasportatrici si dividono in
- VETTRICI -> legano la sostanza che trasportano poi cambiano conformazione e la rilasciano dall’altra parte della membrana;
- CANALE -> formano pori attraverso la membrana specifici per determinati ioni; l’apertura di tali pori avviene in seguito a segnali elettrici.
trasporto mediante vescicole
Adatta per macromolecole.
- ENDOCITOSI -> formazione di invaginazioni della membrana che si richiudono verso l’interno e trasportano le sostanze nel citoplasma.
Fagocitosi -> per le particelle solide
Pinocitosi -> per le particelle liquide
Endocitosi mediata da recettori -> la molecola si lega ad un recettore di membrana e tutto il complesso viene inglobato dalla vescicola.
- ESOCITOSI -> per il trasporto di sostanze fuori dalla cellula (apparato di Golgi).
pompe proteiche
La diversa concentrazione di ioni ai due lati della membrana determina sempre una differenza di potenziale pari a - 70 mV (interno negativo).
Tale differenza è il potenziale di membrana ed è il risultato delle attività delle proteine di trasporto.
La pompa più conosciuta e usata è la pompa sodio-potassio:
Na -> 10 v più concentrato fuori
K -> 30 volte più concentrato dentro
Tale pompa trasporta 3 ioni Na fuori e 2 ioni K dentro contro gradiente di concentrazione.
Anche la pompa calcio è molto frequente -> ruolo fondamentali nella contrazione muscolare.
Lo ione Ca è più concentrato fuori che dentro.
Conclusioni:
- Il trasposto all'esterno della cellula permette di bilanciare la pressione osmotica; - Creano gradienti elettrochimici -> usati dalla cellula per gli impulsi nervosi e la sintesi di ATP - Bilanciano le cariche elettriche tra interno ed esterno
