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Struttura della cellula eucariote

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Appunti di biologia

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La cellula eucariote
Tutte le cellule sono dotate di MEMBRANA MEMBRANA CORPO CELLULARE MEMBRANA ISTRUZIONI GENETICHE CITOPLASMA PROCARIOTE: materiale genetico NON CIRCONDATO da membrana. COMPARTIMENTO UNICO ISTRUZIONI GENETICHE EUCARIOTE: materiale genetico CIRCONDATO da membrana. PIU’ COMPARTIMENTI
Procarioti ed eucarioti, le differenze
La membrana plasmatica 1972: Modello del mosaico fluido (Singer e Nicholson) http://www.youtube.com/watch?v=y59P4P5d9VA
La membrana plasmatica ELEMENTI STRUTTURALI: -FOSFOLIPIDI disposti in doppio strato con le teste idrofiliche rivolte all’esterno della cellula ed all’interno. -COLESTEROLO: limita la mobilità laterale dei fosfolipidi -PROTEINE: PERIFERICHE se ancorate ad un lato della membrana; INTEGRALI o TRANSMEMBRANA se attraversano completamente il doppio strato lipidico
Dentro la cellula eucariote • NUCLEO • CITOPLASMA:  Citosol  Organelli: oCon 1 membrana: reticolo endoplasmatico (liscio e rugoso), apparato del Golgi; lisosomi, perossisomi oCon 2 membrane: mitocondri, cloroplasti, (nucleo) oStrutture sovramolecolari: ribosomi, citoscheletro microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi, centrioli, ciglia e flagelli)
IL NUCLEO : protegge e propaga le informazioni genetiche di cellula in cellula CROMATINA: DNA e proteine (istoni) DUE MEMBRANE: la membrana esterna è in continuità con il reticolo endoplasmatico PORI NUCLEARI: complessi proteici che consentono il passaggio di sostanze, tra cui RNA LAMINA NUCLEARE: proteine filamentose che danno sostegno e struttura NUCLEOLO: regione in cui il materiale genetico è estremamente compatto e vi si producono i RIBOSOMI
Struttura della cellula eucariote
I pori nucleari sono costituiti da molte subunità proteiche, consentono il passaggio di piccole sostanze e regolano il passaggio del materiale genetico (RNA)
Gli organuli delimitati da membrana semplice: IL RETICOLO ENDOPLASMATICO E’ un sistema di cisterne, tubuli e membrane interconnessi RUGOSO: superficie esterna costellata di RIBOSOMI, vi si producono e accumulano proteine. In continuità con la membrana nucleare esterna LISCIO: privo di ribosomi, vi si producono e accumulano lipidi
Gli organuli delimitati da membrana semplice: Apparato del Golgi, lisosomi e perossisomi Cisterne e vescicole in cui le proteine prodotte dal RER vengono concentrate, modificate (maturazione, glicosilazione, etc) e destinate al loro sito definitivo. Gli enzimi digestivi formeranno i LISOSOMI. Gli enzimi ossidativi in grado di neutralizzare i radicali liberi formeranno i PEROSSISOMI
Struttura della cellula eucariote
Le strutture sovramolecolari: i RIBOSOMI Strutture complesse costituite da due subunità, ciascuna di esse consiste di molte proteine e diverse molecole di RNA Le molecole di RNA ribosomale vengono prodotte nel NUCLEOLO. I ribosomi sono responsabili della produzione di tutte le proteine della cellula
Le strutture sovramolecolari: il CITOSCHLETRO FILAMENTI INTERMEDI: sostegno statico MICROFILAMENTI: actina: movimenti interni, contrazione, moto ameboide MICROTUBULI: CENTRIOLI: movimento cromosomi e divisione cellulare FLAGELLI: movimento attivo CIGLIA: movimento attivo, spostamento del mezzo acquoso
MICROFILAMENTI hanno diametro di 7nm circa, sono costituiti da monomeri di actina che si associano a formare filamenti. Questi si avvolgono tra loro a formare fasci e reti complesse. La continua associazione e dissociazione dell’actina determina movimenti interni degli apparati cellulari Sono abbondanti nelle cellule muscolari in cui operano la contrazione
Filamenti INTERMEDI: diametro di circa 10nm molecole molto eterogenee tra loro (cheratine, neurofilamenti, lamine, desmine) ma che hanno in comune una struttura allungata, costituite dall’associazione di molte subunità proteiche con struttura alfa-elica Danno struttura e forma alla cellula assicurando un sostegno statico
MICROTUBULI: CENTRIOLI E FLAGELLI I microtubuli hanno diametro di 25nm circa, molti dimeri proteici (alfa+beta tubulina) formano dei filamenti che si associano in lunghi cilindri cavi, ovvero i MICROTUBULI. I microtubuli si associano per formare i centrioli, le ciglia e i flagelli
I CENTRIOLI: sono presenti solo nelle cellule animali e non nelle vegetali. Sono due cilindretti perpendicolari tra loro e posizionati vicino al nucleo. Ciascun cilindretto è fatto da 9 triplette di microtubuli. Organizzano il movimento e la separazione dei cromosomi durante la divisione cellulare
IL FLAGELLO: è presente solo nelle cellule animali e non nelle vegetali. Il corpo basale è la porzione basale del flagello ed è fatto da 9 triplette di microtubuli, come il centriolo, ed una coppia centrale Il flagello vero e proprio è fatto da 9 coppie di microtubuli oltre alla coppia centrale (ASSONEMA 9+2), i microtubuli scorrono tra loro generando l’oscillazione della struttura http://www.youtube.com/watch?v=g5vVNxM-aT8 Scorrimento reciproco delle coppie di microtubuli
LE CIGLIA: sono presenti solo nelle cellule animali e non nelle vegetali. Sono appendici molto più piccole dei flagelli ma molto numerose. Possono favorire il movimento propulsivo degli organismi unicellulari; nei tessuti degli organismi pluricellulari producono lo spostamento del materiale acquoso all’esterno
MOVIMENTI INTERNI: • Vescicole •Cloroplasti •Contrazione muscolare Microfilamenti actinici •Cromosomi - divisione cellulare Microubuli centrioli MOVIMENTI ESTERNI: •Pseudopodi-ameboide •Ciglia •Flagelli Microubuli Corpo basale Microfilamenti + citosol: GEL/SOL actinici
Gli organuli delimitati da doppia membrana: MITOCONDRI. Sono presenti nelle cellule animali e vegetali DNA CIRCOLARE I mitocondri sono responsabili della produzione di energia attraverso la RESPIRAZIONE CELLULARE; cioè la demolizione dl glucosio in presenza di ossigeno
Gli organuli delimitati da doppia membrana: CLOROPLASTI, sono presenti solo nelle cellule vegetali DNA CIRCOLARE TILACOIDI sovrapposti (GRANA) I cloroplasti sono responsabili della fotosintesi clorofilliana attraverso cui si produce glucosio da CO2 e H2O. Possono contenere amido (amiloplasti) o sostanze colorate (cromoplasti)
Dentro la cellula vegetale: il vacuolo centrale Il vacuolo centrale (detto anche tonoplasto) racchiude una soluzione acquosa ricca di metaboliti, sali minerali, pigmenti, prodotti di rifiuto. Oltre che un sito di stoccaggio di sostanze rappresenta la riserva idrica della cellula.
Dentro la cellula vegetale: la parete cellulare Parete cellulare garantisce forma, protezione e sostegno, fatta di polisaccaridi (pectina, lignina, cellulosa). LAMELLA MEDIANA: prodotta per prima, comune a due cellule PARETE PRIMARIA: sottile PARETE SECONDARIA: prodotta per ultima, pluristratificata. Spessa e rigida, non sempre presente (sughero)
Teorie relative all’origine della vita ABIOGENESI- A partire dai tempi di Aristotele (400 a.C.) e fino al 1600 circa; si credeva nella generazione spontanea degli esseri viventi; uno «spirito vitale» pervade la materia inanimata Jean Baptiste Van Helmont: ricetta per creare topi BIOGENESI- 1668 Francesco Redi: la vita deriva solo da vita preesistente
MICROSCOPIO: Le indagini microscopiche hanno dato nuovo impulso alla teoria della generazione spontanea. Microrganismi considerati «INFUSORI» J. Needham: infusori si sviluppano in bottiglie chiuse ermeticamente L. Spallanzani: infusori non presenti in botti glie chiuse e bollite. PASTEUR 1862: usando bottiglie dal «collo di cigno» dimostrò che i microrganismi non si sviluppano spontaneamente dalla materia inanimata, ma sono già presenti nell'aria e possono contaminare le sostanze organiche. L'elevata temperatura "distrugge" i microrganismi e l'isolamento dall'aria "preserva" le sostanze dalla contaminazione (PASTORIZZAZIONE)

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  • 5. La membrana plasmatica ELEMENTI STRUTTURALI: -FOSFOLIPIDI disposti in doppio strato con le teste idrofiliche rivolte all’esterno della cellula ed all’interno. -COLESTEROLO: limita la mobilità laterale dei fosfolipidi -PROTEINE: PERIFERICHE se ancorate ad un lato della membrana; INTEGRALI o TRANSMEMBRANA se attraversano completamente il doppio strato lipidico
  • 6. Dentro la cellula eucariote • NUCLEO • CITOPLASMA:  Citosol  Organelli: oCon 1 membrana: reticolo endoplasmatico (liscio e rugoso), apparato del Golgi; lisosomi, perossisomi oCon 2 membrane: mitocondri, cloroplasti, (nucleo) oStrutture sovramolecolari: ribosomi, citoscheletro microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi, centrioli, ciglia e flagelli)
  • 7. IL NUCLEO : protegge e propaga le informazioni genetiche di cellula in cellula CROMATINA: DNA e proteine (istoni) DUE MEMBRANE: la membrana esterna è in continuità con il reticolo endoplasmatico PORI NUCLEARI: complessi proteici che consentono il passaggio di sostanze, tra cui RNA LAMINA NUCLEARE: proteine filamentose che danno sostegno e struttura NUCLEOLO: regione in cui il materiale genetico è estremamente compatto e vi si producono i RIBOSOMI
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  • 10. Gli organuli delimitati da membrana semplice: IL RETICOLO ENDOPLASMATICO E’ un sistema di cisterne, tubuli e membrane interconnessi RUGOSO: superficie esterna costellata di RIBOSOMI, vi si producono e accumulano proteine. In continuità con la membrana nucleare esterna LISCIO: privo di ribosomi, vi si producono e accumulano lipidi
  • 11. Gli organuli delimitati da membrana semplice: Apparato del Golgi, lisosomi e perossisomi Cisterne e vescicole in cui le proteine prodotte dal RER vengono concentrate, modificate (maturazione, glicosilazione, etc) e destinate al loro sito definitivo. Gli enzimi digestivi formeranno i LISOSOMI. Gli enzimi ossidativi in grado di neutralizzare i radicali liberi formeranno i PEROSSISOMI
  • 13. Le strutture sovramolecolari: i RIBOSOMI Strutture complesse costituite da due subunità, ciascuna di esse consiste di molte proteine e diverse molecole di RNA Le molecole di RNA ribosomale vengono prodotte nel NUCLEOLO. I ribosomi sono responsabili della produzione di tutte le proteine della cellula
  • 14. Le strutture sovramolecolari: il CITOSCHLETRO FILAMENTI INTERMEDI: sostegno statico MICROFILAMENTI: actina: movimenti interni, contrazione, moto ameboide MICROTUBULI: CENTRIOLI: movimento cromosomi e divisione cellulare FLAGELLI: movimento attivo CIGLIA: movimento attivo, spostamento del mezzo acquoso
  • 15. MICROFILAMENTI hanno diametro di 7nm circa, sono costituiti da monomeri di actina che si associano a formare filamenti. Questi si avvolgono tra loro a formare fasci e reti complesse. La continua associazione e dissociazione dell’actina determina movimenti interni degli apparati cellulari Sono abbondanti nelle cellule muscolari in cui operano la contrazione
  • 16. Filamenti INTERMEDI: diametro di circa 10nm molecole molto eterogenee tra loro (cheratine, neurofilamenti, lamine, desmine) ma che hanno in comune una struttura allungata, costituite dall’associazione di molte subunità proteiche con struttura alfa-elica Danno struttura e forma alla cellula assicurando un sostegno statico
  • 17. MICROTUBULI: CENTRIOLI E FLAGELLI I microtubuli hanno diametro di 25nm circa, molti dimeri proteici (alfa+beta tubulina) formano dei filamenti che si associano in lunghi cilindri cavi, ovvero i MICROTUBULI. I microtubuli si associano per formare i centrioli, le ciglia e i flagelli
  • 18. I CENTRIOLI: sono presenti solo nelle cellule animali e non nelle vegetali. Sono due cilindretti perpendicolari tra loro e posizionati vicino al nucleo. Ciascun cilindretto è fatto da 9 triplette di microtubuli. Organizzano il movimento e la separazione dei cromosomi durante la divisione cellulare
  • 19. IL FLAGELLO: è presente solo nelle cellule animali e non nelle vegetali. Il corpo basale è la porzione basale del flagello ed è fatto da 9 triplette di microtubuli, come il centriolo, ed una coppia centrale Il flagello vero e proprio è fatto da 9 coppie di microtubuli oltre alla coppia centrale (ASSONEMA 9+2), i microtubuli scorrono tra loro generando l’oscillazione della struttura http://www.youtube.com/watch?v=g5vVNxM-aT8 Scorrimento reciproco delle coppie di microtubuli
  • 20. LE CIGLIA: sono presenti solo nelle cellule animali e non nelle vegetali. Sono appendici molto più piccole dei flagelli ma molto numerose. Possono favorire il movimento propulsivo degli organismi unicellulari; nei tessuti degli organismi pluricellulari producono lo spostamento del materiale acquoso all’esterno
  • 21. MOVIMENTI INTERNI: • Vescicole •Cloroplasti •Contrazione muscolare Microfilamenti actinici •Cromosomi - divisione cellulare Microubuli centrioli MOVIMENTI ESTERNI: •Pseudopodi-ameboide •Ciglia •Flagelli Microubuli Corpo basale Microfilamenti + citosol: GEL/SOL actinici
  • 22. Gli organuli delimitati da doppia membrana: MITOCONDRI. Sono presenti nelle cellule animali e vegetali DNA CIRCOLARE I mitocondri sono responsabili della produzione di energia attraverso la RESPIRAZIONE CELLULARE; cioè la demolizione dl glucosio in presenza di ossigeno
  • 23. Gli organuli delimitati da doppia membrana: CLOROPLASTI, sono presenti solo nelle cellule vegetali DNA CIRCOLARE TILACOIDI sovrapposti (GRANA) I cloroplasti sono responsabili della fotosintesi clorofilliana attraverso cui si produce glucosio da CO2 e H2O. Possono contenere amido (amiloplasti) o sostanze colorate (cromoplasti)
  • 24. Dentro la cellula vegetale: il vacuolo centrale Il vacuolo centrale (detto anche tonoplasto) racchiude una soluzione acquosa ricca di metaboliti, sali minerali, pigmenti, prodotti di rifiuto. Oltre che un sito di stoccaggio di sostanze rappresenta la riserva idrica della cellula.
  • 25. Dentro la cellula vegetale: la parete cellulare Parete cellulare garantisce forma, protezione e sostegno, fatta di polisaccaridi (pectina, lignina, cellulosa). LAMELLA MEDIANA: prodotta per prima, comune a due cellule PARETE PRIMARIA: sottile PARETE SECONDARIA: prodotta per ultima, pluristratificata. Spessa e rigida, non sempre presente (sughero)
  • 26. Teorie relative all’origine della vita ABIOGENESI- A partire dai tempi di Aristotele (400 a.C.) e fino al 1600 circa; si credeva nella generazione spontanea degli esseri viventi; uno «spirito vitale» pervade la materia inanimata Jean Baptiste Van Helmont: ricetta per creare topi BIOGENESI- 1668 Francesco Redi: la vita deriva solo da vita preesistente
  • 27. MICROSCOPIO: Le indagini microscopiche hanno dato nuovo impulso alla teoria della generazione spontanea. Microrganismi considerati «INFUSORI» J. Needham: infusori si sviluppano in bottiglie chiuse ermeticamente L. Spallanzani: infusori non presenti in botti glie chiuse e bollite. PASTEUR 1862: usando bottiglie dal «collo di cigno» dimostrò che i microrganismi non si sviluppano spontaneamente dalla materia inanimata, ma sono già presenti nell'aria e possono contaminare le sostanze organiche. L'elevata temperatura "distrugge" i microrganismi e l'isolamento dall'aria "preserva" le sostanze dalla contaminazione (PASTORIZZAZIONE)