Caratteristiche generali delle cellule

Biologia
Robert J. Brooker, Eric P. Widmaier, Linda E. Graham, Peter D. Stiling
Copyright © 2011 – The McGraw-Hill Companies srl
RISPOSTE AGLI “SPUNTI DI RIFLESSIONE”
Capitolo 4
Figura 4.3
RISPOSTA: Fornisce una buona immagine della superficie tridimensionale di campioni biologici.
Figura 4.11
RISPOSTA: Sia la dineina che i microtubili sono ancorati alle proteine leganti. Usando l’ATP come fonte
di energia, la dineina viene attivata per camminare sui microtubuli. Poiché i microtubuli sono ancorati a
causa delle proteine leganti, essi si piegano in risposta alla forza esercitata dalla dineina.
Figura 4.19
RISPOSTA : La sintesi della proteina inizia nel citoplasma e poi è completata in ER. La proteina
sintetizzata si muove mediante vescicole e passa nel cis-, medio- e trans-Golgi, e poi viene secreta.
Figura 4.20
RISPOSTA: L’autofagia degrada gli organuli esausti e permette ad una cellula di riciclare gli elementi
semplici che costituiscono le macromolecole. Quindi, serve per far risparmiare energia cellulare.
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RISPOSTE AI TEST E AI QUESITI DI FINE CAPITOLO
Capitolo 4
TEST DI AUTOVALUTAZIONE
1.
Risposta: a. La teoria cellulare stabilisce che tutti gli organismi viventi sono composti da cellule, le
nuove cellule derivano per divisione di cellule preesistenti e che la più piccolo unità vitale è la cellula.
2.
Risposta: d. La risoluzione è la misura della chiarezza di un’immagine.
3.
Risposta: e. Le cellule batteriche dotate di una capsula possono avere una probabilità inferiore di
essere distrutte dal sistema immunitario degli organismi che infettano.
4.
Risposta: b. Tutte le cellule nucleate dello stesso organismo hanno essenzialmente genomi identici. Le
differenze nei proteomi sono solitamente il risultato di differenze nei livelli di espressione genica e di
modificazioni durante e dopo la sintesi proteica.
5.
Risposta: c. La traduzione è il processo di sintesi dei polipeptidi, in cui avvengono delle reazioni
chimiche per legare gli amminoacidi tra loro.
6.
Risposta: e. I perossisomi non sono considerati come parte del sistema di endomembrane.
7.
Risposta: c. I pori nucleari forniscono delle vie per il passaggio dentro e fuori dal nucleo.
8.
Risposta: e. Nonostante lo smistamento delle proteine inizi nel reticolo endoplasmatico rugoso, il
reticolo endoplasmatico liscio funziona in altri processi metabolici che comprenmdono il metabolismo di
carboidrati e lipidi, funzione di riserva e di detossificazione.
9.
Risposta: e. Il vacuolo centrale serve come luogo di deposito ma fornisce anche alla cellula un supporto
strutturale.
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10.
Risposta: e. I perossisomi contengono la catalasi, un enzima che degrada il perossido di idrogeno
producendo acqua e ossigeno.
QUESITI TEORICI
1.
Risposta: Una struttura subcellullare o un compartimento legato alla membrane con struttura e funzione
unica.
2.
Risposta: Nel caso del movimento ameboide, questo si verifica tramite il riarrangiamernto dinamico del
citoscheletro di actina. I filamenti di actina si formano in prossimità dell’angolo guida per creare un
prolungamento chiamato lamellipodio. La cellula è tirata in avanti grazie all’azione di proteine motorie,
come la miosina, che si attaccano ai filamenti di astina e promuovono il movimento cellulare.
3.
Risposta: L’apparato del Golgi consiste di una pila di compartimenti di membrana appiattite. Il cis-Golgi
è in prossimità delle membrane del reticolo endoplasmatico, il trans Golgi è vicino alla membrana
plasmatici, e il Golgi mediano si trova a metà dei due. Il Golgi svolge tre funzioni che si sovrappongono:
secrezione, processamento e smistamento delle proteine. L’apparato del Golgi destina diversi tipi di
materiale nelle vescicole secretorie che si fonderanno poi con la membrane plasmatica, secernendo in
tal modo i loro prodotti all’esterno della cellula. Gli enzimi nell’apparato del Golgi processano o
modificano alcune proteine e lipidi. La terza funzione dell’apparato del Golgi è lo smistamento di
proteine. Dopo che una proteina entra nel Golgi da ER, sarà smistata in una delle sei posizioni, in base
alla sua funzione proteica.
QUESITI SPERIMENTALI
1.
Risposta: I ricercatori stavano testando l’ipotesi che la miosina agisse come proteina motrice durante la
contrazione muscolare, determinando il movimento di contrazione. Ricercatori precedenti avevano
proposto un modello dei filamenti scorrevoli per spiegare la contrazione muscolare. Questo suggeriva
che i filamenti di actina scorrevano sui filamenti di miosina durante la contrazione. Questo esperimento
si propose di dimostrare che il movimento era generato dall’attività della miosina.
2.
Risposta: Le cellule contengono numerosi componenti differenti. E’ difficile identificare una singola
proteina e determinarne la funzione quando essa è in presenza di migliaia di altre proteine e molecole
che si trovano in una cellula. Ottenere quindi un campione purificato e studiarlo permette ad un
ricercatore di determinare la funzione di una singola proteina con maggior sicurezza.
Anche se si possono ottenere dalle cellule campioni purificati di actina e miosina, i campioni di astina
non sono utili per studiarne la funzione. Le cellule di Nitella presentano I filamenti di actina lungo la
parte interna della membrane cellulare che possono essere usati per studi in vitro. Inoltre, le cellule di
Nitella sono molto grandi, e questo le rende ideali per questo tipo di studi.
Le sfere fluorescenti sono attaccate alla miosina. Le sfere sono usate per seguire il movimento della
miosina durante l’esperimento. In altre parole, le sfere fluorescenti agivano come bandierine colorate
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che permettevano ai ricercatori di seguire la miosina durante l’esperimento. NEM si lega alla miosina e
ne blocca l’attività. Se la presenza di NEM bloccava il movimento di miosina, questo indica che la
miosina è la proteina motrice che causa il movimento durante la contrazione muscolare.
3.
Risposta: I ricercatori sono stati in grado di dimostrare alcune importanti caratteristiche del movimento
dovuto all’interazione tra actina e miosina. Primo, I ricercatori sono stati in grado di dimostrare che
l’ATP era necessario per il movimento. In assenza di ATP non si osservava nessun movimento. Inoltre,
bloccando l’attività della miosina usando NEM, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che la
miosina era responsabile del movimento (che è anche necessario per la contrazione muscolare).
Quando NEM era usato, non era osservato nessun movimento.
SPUNTI DI DISCUSSIONE
1.
Risposta:
•
•
•
Le cellule vegetali hanno una parete cellulare rigida che le cellule animali non possiedono. La
funzione della parete cellulare è di fornire supporto e stabilità alla pianta. A differenza della
membrana cellulare (che si trova sia nelle piante che negli animali), la parete cellulare ha più un
ruolo strutturale che di regolazione.
Le cellule vegetali hanno un grande vacuolo centrale che le cellule animali non hanno. Il termine
vacuolo significa “spazio vuoto”anche se contiene liquido e talvolta anche sostanze solide. In una
cellula vegetale matura il vacuolo centrale può occupare 80% o più del volume totale cellulare.
Le cellule vegetali contengono i cloroplasti che le cellule animali non possiedono. Il cloroplasto è il
luogo dove avviene la fotosintesi nelle cellule vegetali e è dove le piante convertono l’energia
luminosa in energia chimica.
2.
Risposta: Questi organuli sono tra loro collegati e sono richiesti per luna corretta funzionalità cellulare. Il
nucleo è il centro di controllo e ospita il DNA della cellula. Il DNA è necessario per mantenere e
costruire le strutture cellulari come ad esempio le proteine. Senza il nucleo, la cellula non si può
mantenere e non può sopravvivere. Il reticolo endoplasmatico rugoso (RER) è il posto nella cellula in
cui sono sintetizzate le proteine. In questa funzione è coadiuvato da strutture chiamate ribosomi. Il RER
non può sintetizzare una proteina senza le istruzioni impartite dal nucleo. Quindi l’informazione che
deve arrivare dal nucleo al RER, è fornita mediante il RNA messaggero. Dopo che le proteine si sono
formate in RER, sono mandate all’apparato del Golgi mediante in vescicole circondate da membrana.
La maggior parte delle proteine sono poi smistate dal Golgi in altri compartimenti cellulari come ER,
lisosomi, vacuoli, e membrana plasmatica, o sono secrete dalla cellula.