Cellule (generalità) Flashcards
Come si osservano le cellule?
Le cellule devono essere necessariamente osservate a microscopio. Non sono visibili a occhio nudo; la cui risoluzione è 1 decimo di millimetro. Le cellule invece sono dell’ordine dei micrometri; il microscopio permette di ingrandirle.
Primi concetti sulla cellula
- Robert Hooke, 1665, introduce per primo il termine cellula osservando sezioni di sughero
- Schleiden e Schwann, 1838-39, danno una visione completa del mondo vivente: giungono alla conclusione che tutti i tessuti (vegetali - Scheliden; animali - Schwann) sono costituiti da insiemi organizzati di cellule
- Virchow, 1858, esprime il concetto generale che le cellule possono originarsi solo da cellule preesistenti
- Darwin, 1859, pubblica la teoria dell’evoluzione che può essere applicata a qualsiasi processo: gli ambienti si modificano e gli organismi si adattano
Cellula come unità base
Tutti i tessuti sono composti da cellule, tutte le cellule hanno origine comune, ogni cellula ha vita indipendente, mentre la vita dell’organismo è la risultante delle attività delle singole cellule.
Teoria cellulare
- Tutti gli organismi viventi sono composti da una o più cellule (unità base)
- Tutte le reazioni chimiche (metabolismo) di un organismo vivente avvengono nelle cellule
- Le cellule si originano da altre cellule
- Le cellule contengono l’informazione genetica degli organismi a cui appartengono e le trasmettono alle cellule figlie
Classificazione dei regni
Linneo fu il primo a classificare gli organismi secondo la nomenclatura binomia e propone solo 2 regni (Animali, Vegetali); Haeckel propone un terzo gruppo: i protisti; Chatton individua i 2 domini delle cellule: eucarioti e procarioti; si aggiunge poi il regno delle monere e dei miceti (funghi). Alla fine Cavalier-Smith (classificazione moderna) individua due domini: eucarioti e procarioti, e 6 regni: animali, piante, funghi, cromisti, protozoi, batteri.
Differenze c. eucariote e procariote
Negli eucarioti è presente il nucleo con l’informazione genetica, un involucro nucleare e il nucleolo in cui si assembla I’RNA ribosomiale; nei procarioti manca il nucleo e l’informazione genetica è concentrata in una zona del citoplasma detta nucleoide.
La membrana plasmatica avvolge tutti e due i tipi di cellule; oltre a questa, i procarioti, le piante e i funghi hanno una parete cellulare che fa da protezione e sostegno.
I ribosomi sono organuli che appartengono ad entrambi i domini e servono alla sintesi proteica.
Il reticolo endoplasmatico e il complesso di Golgi appartengono solo agli eucarioti e servono per la sintesi, la modifica e lo smistamento delle proteine di membrana e dei lipidi.
Lisosomi e mitocondri sono organuli tipici della cellula eucariota e rispettivamente hanno funzione digestiva ed energetica (respirazione cellulare)
Plastidi e vacuoli appartengono solo alle piante.
Il citoscheletro (microfilmanti, microtubuli e filamenti intermedi) che servono da sostegno della cellula è tipico degli eucarioti con alcune eccezioni per i microtubuli e i filamenti intermedi (no piante e funghi).
Un’altra differenza sta nelle dimensioni: le procariote variano dagli 1 agli 8 micron (batteria circa 1 micron); le cellule eucariote dai 10 ai 100 micron
Perché le cellule sono microscopiche?
Le dimensioni delle cellule sono basate su un rapporto superficie/volume. Gli organismi viventi hanno adottato uno schema (tantissime unità) che permette di avere volume piccolo e superficie grande; ciò è vantaggioso in quanto c’è un maggior rapporto superficie/volume.
Come si studia la cellula?
E’ stato possibile studiare la cellula grazie a vari metodi di separazione. Le cellule sono state studiate nei loro organuli grazie a diverse tecniche di omogeneizzazione e centrifugazione differenziale: dopo una prima omogeneizzazione ( omogenato) e centrifugazione si vedono precipitare i nuclei e i frammenti cellulari; dopo precipitano i mitocondri e i plastidi; dopo ancora, pezzi di membrana plasmatica; infine i ribosomi.
Differenza cellule vegetali e animali
La cellula vegetale è strutturalmente più complessa. La differenza principale con la cellula animale sta nella presenza di: parete cellulare, vacuolo, plastidi. Il vacuolo è un sacco ripieno di fluido che contribuisce a mantenere il turgore delle cellule e modificandosi, conferisce anche direzionalità e postura. I plastidi sono vari a seconda della loro funzione (cloroplasti per la fotosintesi, cromoplasti per il colore ecc) Per il resto contiene gli stessi organuli di una cellula animale.
Nucleo
Il nucleo ha dimensioni tra i 2-5 micron e può essere osservato con il microscopio ottico. Dirige lo svolgimento delle attività cellulari e del metabolismo; racchiude il patrimonio genetico e lo trasmette alle cellule figlie.
E’ circondato dal nucleolemma, una doppia membrana di fosfolipidi, con dei pori. I pori delimitano un canale di passaggio per sostanze, composti o anche filamenti di RNA; sono costituiti da strutture proteiche che definiscono la loro apertura. Sono molto complessi ( fibrille nella porzione esterna, anelli, un trasportatore centrale e un cestino nucleare all’interno) e fanno passare piccole molecole o grosse molecole ( RNA e DNA polimerasi) dotate di Segnale di localizzazione del nucleo (NLS) che è specificato da 4-8 aminoacidi carichi positivamente. Sono presenti proteine che direzionano queste molecole all’interno (importine) o all’esterno (esportine).
All’interno contiene il nucleoplasma in cui è presente la cromatina (eucromatina che è attiva e costituisce il DNA; eterocromatina che è inattiva). La spiralizzazione della cromatina intorno ad istoni, forma il DNA e poi i cromosomi
Nel nucleo è presente il nucleolo in cui si assembla I’RNA ribosomiale e i ribosomi.
Reticolo endoplasmico liscio
E’ costituito da tubuli ed è privo di ribosomi. Ha diverse funzioni: sintesi di molecole lipidiche e riciclo lipidico, sintesi di vacuoli, formazione di tonoplasti vacuolari, detossificazione.
Reticolo endoplasmico rugoso
E’ associato alle membrane ed assume forma di sacculi. Ha diverse funzioni: segrega proteine neoformate grazie a un polipeptide (target), esegue la glicosilazione di proteine (formazione di glicoproteine), maturazione proteine (folding) con l’ausilio dei Chaperon i quali intervengono anche su proteine denaturate.
Ribosomi
Sono la macchina molecolare fondamentale per la sintesi proteica in quanto catalizzano il processo di traduzione. Il ribosoma legge l’mRNA.
I ribosomi sono liberi nel citoplasma o adesi al RER; è possibile trovarli in serie (polisomi).
I ribosomi si formano nel nucleolo e sono composti da una subunità grande (3 molecole di rRNA e circa 45 proteine) e una subunità piccola (1 molecola di rRNA e circa 30 proteine).
Apparato di Golgi/Dittiosomi
Struttura: vescicole appiattite; 3 zone: cis, intermedia e trans.
Le proteine mature del RER sono veicolate alla zona cis del dittiosoma, vengono poi modificate nella composizione glicosidica o glicosilate de novo, infine, raggiunta la zona trans, gemmano per distribuirsi nei vari distretti della cellula.
Altra funzione: generano pectina ed emicellulose (carboidrati della parete).
Perossisomi (microcorpi)
Funzioni: eliminare radicali liberi che generano perossido di idrogeno; sintesi di steroli; metabolismo di aminoacidi e basi azotate; svariate attività cataboliche; detossificazione.
