Cellula procariota ( batteri e alghe azzurre )
E’ considerata come primitiva rispetto alla cellula eucariota, infatti è priva di nucleo; ha un solo cromosoma
di forma circolare, i ribosomi sono più piccoli; mancano i mitocondri (anche se la funzione respiratoria è
comunque svolta dai trasportatori di elettroni presenti sulla membrana cellulare).
Le cellule batteriche possiedono una sorta di sessualità, indicata con A+ e A-. Essa è legata alla presenza di
plasmidi con DNA extracromosomiale. I plasmidi contengono geni per la resistenza agli antibiotici, che
possono essere scambiati tra batteri A+ e A- attraverso la formazione di pili tra cellule, anche tra batteri di
specie diverse. In questo modo i batteri A- acquisiscono i geni per la resistenza agli antibiotici e diventano a
loro volta A+ (per questo motivo è assolutamente importante non assumere antibiotici, se non in caso di
effettiva necessità, poiché si selezionano i batteri resistenti). I batteri hanno anche una parete cellulare, che
però non è cellulosica, ma formata da altri zuccheri. Possono anche avere eventuali flagelli.
Cellula eucariota ( con nucleo )
La cellula eucariota è delimitata all’esterno da una membrana cellulare, formata da un doppio strato
fosfolipidico. In esso i fosfolipidi si dispongono con le teste polari idrofile verso l’esterno e le code apolari
idrofobiche verso l’interno della membrana stessa. In questo modo la membrana è assolutamente
impermeabile ai soluti ( eccetto O2, CO2, H2O ).
Immerse nella membrana sono pure delle proteine con funzione di canali per il trasporto ( carrier ) e delle
glicoproteine che hanno la funzione di rendere la cellula riconoscibile agli anticorpi.
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Nucleo e citoplasma
Il nucleo è delimitato da una
membrana
(con
pori).
Questi
consentono a ioni, molecole e solo ad
alcune proteine (quelle riconosciute da
sequenze segnale) di transitare dal
citoplasma al nucleo e viceversa.
Vi sono più cromosomi (2n, in genere )
a forma di bastoncino. Si parla di
cromatina (DNA svolto) o di
cromosomi ( DNA spiralizzato a forma
di bastoncino). Nel nucleo è presente
anche il nucleolo, dove avviene la
costruzione dei ribosomi a partire da
RNA e proteine.
Nel citoplasma (che ha la consistenza di
un gel) sono immersi gli organuli
cellulari. La maggior parte di essi è
delimitata da membrane, il chè ha lo
scopo di isolare quella particolare
funzione dal resto della cellula.
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Organuli cellulari delimitati da una o due membrane
Ribosomi : sede della sintesi proteica;
possono essere liberi (proteine già stabili
e che restano nella cellula) o associati
alle membrane del reticolo
endoplasmatico (proteine che devono
essere modificate chimicamente o
espulse dalla cellula, come gli ormoni e i
neurotrasmettitori),
Reticolo endoplasmatico: può essere
ruvido con ribosomi (nel lume del R.E.R.
vengono sintetizzate quelle proteine che
necessitano di modificazioni chimiche
[es ponti disolfuro e ripiegamenti nella
struttura terziaria; glicoproteine che
successivamente vengono racchiuse in
vescicole di trasporto] e quelle destinate
ad altri organuli cellulari, come l’app. di
Golgi; oltre alle membrane) e liscio (è la
sede della sintesi dei lipidi; trasforma
sostanze tossiche; idrolizza il glicogeno,
ma anche sostanze tossiche, farmaci e
pesticidi; immagazzina ioni calcio
soprattutto nelle fibre muscolari).
Apparato di Golgi: appare come un insieme di sacchetti
impilati gli uni sugli altri, non in comunicazione tra loro,
riceve le proteine sintetizzate nel RE e le elabora
ulteriormente (terminano le reazioni di stabilizzazione delle
proteine, che vengono poi smistate fuori o dentro la
cellula); nelle cellule vegetali sintetizza la cellulosa per la
parete cellulare: all’esterno si staccano vescicole che
possono dar luogo a processi di esocitosi o formare
lisosomi.
Lisosomi (pH acido) : contengono enzimi digestivi, sono
utili come protezione da agenti patogeni e per eliminare
organuli danneggiati. Molto importante anche la funzione di
idrolisi delle macromolecole. I monomeri prodotti vengono
poi riutilizzati. In alcuni organismi hanno funzione di
digestione alimentare dopo la fagocitosi. In tal caso il
vacuolo alimentare si fonde col lisonoma (formazione del
lisosoma secondario). La cellula può anche digerire se
stessa per autofagia attraverso gli enzimi dei lisosomi
(sviluppo embrionale-> distruzione delle membrane digitali
o per riciclaggio di organuli vecchi o danneggiati).
Perossisomi: contengono enzimi, come per es. la perossidasi per demolire H2O2
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Organuli cellulari delimitati due membrane ( probabile
origine extracellulare, funzione legata a reazioni di
ossidoriduzione )
Mitocondri:
organuli
caratteristici circondati da 2 membrane,
quella esterna liscia (avvengono importanti
processi energetici, ha anche un ruolo
fondamentale nel controllo dei processi di
trasporto), quella interna con creste e
avvallamenti. All’interno è presente la
matrice, (contiene numerosi enzimi, DNA e
ribosomi per fabbricare alcune proteine
della respirazione cellulare) Sono la sede
della produzione di energia sotto forma di
ATP, anche grazie alla presenza di
trasportatori di elettroni.
C6H12O6+6O2_->
6CO2+6H2O+38ATP
Cloroplasti : presenti solo
nella cellula vegetale, la membrana interna
forma delle pile (dette grani) di tilacoidi
sospesi nello stroma (contiene DNA e
ribosomi) all’interno dei quali è contenuta
la clorofilla verde (sono la sede della
fotosintesi clorofilliana). Altri plastidi
contengono altri pigmenti (cromoplasti
pigmenti rossi e arancioni, leucoplasti
contengono invece amidi e grassi)
6CO2+6H2O+ luce ->
C6H12O6+ 6O2
Strutture rigide della cellula
Centrioli: costituiti da microtubuli, diventano
importanti durante il processo di divisione cellulare
(mitosi e meiosi).
Citoscheletro : formato da microtubuli (possono
formare uno scheletro interno rigido oppure
fungere da intelaiatura, tipo una rotaia, attraverso
la quale la cellula sposta organuli e proteine; nelle
piante partecipano alla disposizione di cellulosa al
di sopra della membrana stessa; sono formati dalla
proteina tubulina, le cui unità possono essere
facilmente aggiunte o sottratte, provocando
l’allungamento
o
l’accorciamento
del
microtubulo). e microfilamenti di actina che
possono essere singoli o radunati in fasci o reti,
svolgono la stessa funzione di sostegno e
cambiamento di forma, mediante la produzione di
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un reticolo al di sotto della membrana plasmatica (formazione di villi intestinali) di ossa e muscoli (anche
emissione di pseudopodi).
Ci sono anche filamenti intermedi composti da cheratina (fibrosa), servono a mantenere la rigidità di cellule
e tessuti eformano i desmosomi.
Ciglia ( tante e corte ) e flagelli ( uno o due e lunghi ) sono importanti per il movimento ( mancano nella
cellula vegetale ). Costituiti da 9 coppie di microtubuli periferici+ 1 centrale. Alla base, nel citoplasma è
presente un corpuscolo basale,con la stessa struttura del cetriolo (9 triplette periferiche).
Parete cellulare : costituita da cellulosa immersa in proteine e polisaccaridi complessi, è presente solo nella
cellula vegetale. Ha funzione di sostegno, protezione contro le infezioni fungine. Le cellule vegetali sono
comunque in connessione tra loro mediante plasmodesmi.
Matrice extracellulare: composta da proteine fibrose come il collagene e proteoglicani, serve a tenere unite
cellule di uno stesso tessuto, contribuisce alle caratteristiche fisiche di determinati tessuti (pelle e
cartilagine), orienta i movimenti cellulari embrionali e la rigenerazione di tessuti lesionati, permette l’invio
di segnali chimici tra cellule. Molto scarsa nel tessuto cerebrale, abbondante nella epidermide, le ossa (con
fosfato di calcio) e la cartilagine.
Giunzioni cellulari: l’adesione tra cellule consente loro di raggrupparsi in tessuti e riconoscersi; ciò dipende
dalla presenza di determinate proteine sulla membrana plasmatici, responsabili del riconoscimento cellulare.
1. occludenti: collegamento tra cellule epiteliali adiacenti: impediscono alle sostanze di scorrere negli
interstizi (intestino, le sostanze assorbite così devono per forza attraversare le cellule epiteliali);
ostacolano la migrazione dei fosfolipidi di membrana da una parte all’altra della cellula (così i f.
della parte apicale sono diversi da quelli della parte basale o laterale).
2. Desmosomi: connettono due membrane adiacenti, tenendole unite (bottoni automatici). Sulla faccia
interna di ciascuna membrana è presente una placca, da cui partono molecole che si legano a
proteine presenti alla placca dell’altra cellula e ad altre fibre citoplasmatiche composte da cheratina.
Permettono una stabilità meccanica ai tessuti epiteliali della superficie corporea.
3. Serrate: facilitano la comunicazione tra cellule attraverso canali proteici (connessioni) tra 2 cellule
adiacenti e permettono lo spostamento di ioni e micromolecole tra le 2 cellule.
Cellula vegetale
E’ delimitata all’esterno da una parete
cellulare rigida, formata da cellulosa, il chè
limita la possibilità della cellula di eliminare
i rifiuti, che pertanto vengono raccolti
all’interno di un vacuolo. Le funzioni del
vacuolo sono di
Accumulo di sostanze tossiche o di scarto;
sostegno grazie a processi di osmosi che fa
entrare H2O (turgore); riproduzione (alcuni
contengono i pigmenti colorati dei petali
(antocianine), digestione (delle proteine del
seme per l’embrione vegetale). Il vacuolo si
accresce sempre più man mano che la cellula
invecchia, fino ad arrivare a strozzare il
nucleo, determinandone la morte.
La cellula vegetale morta non ha comunque
la possibilità di essere rimpiazzata, dal
momento che esiste la parete rigida.
Mancano inoltre le ciglia e i flagelli, poiché
la cellula non si muove e sono invece
presenti i cloroplasti, che determinano il
colore verde delle parti fotosintetiche.
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I Virus
Virus significa veleno. Il virus non è una
cellula e non è in grado di vivere
autonomamente. I virus infatti sfruttano la
cellula ospite per poter sopravvivere. Sono
detti così anche parassiti obbligati.
Mancano di tutto il materiale che le altre
cellule hanno, perciò non possono svolgere
nessuna funzione.
Un virus, quando entra in una cellula può seguire due diverse vie per sopravvivere, ossia iniziare due diversi
cicli:
Ciclo litico
Inizialmente il virus si attacca alla membrana
cellulare e inietta il suo materiale genetico (DNA o
RNA per i retrovirus). La cellula viene obbligata a
fare delle copie del materiale genetico del virus,
oltre a sintetizzare le proteine del capside
(involucro).
In questo modo la cellula alla fine è piena di virus,
i quali incominciano a forare la membrana in più
parti per uscire e infettare altre cellule. La cellula,
la cui membrana è definitivamente distrutta, perde
tutto il suo materiale ne muore, come ad esempio
accade per il virus dell’ Herpes.
Ciclo lisogenico
Quando il virus entra nella cellula, si inserisce in
uno dei nostri cromosomi e rimane latente anche per
anni. In questo modo il nostro cromosoma si
mischia con il materiale genetico del virus.
Il virus però può passare da questo stato all’altro
stato a causa di:
- Raggi uv
- Vento
- Stanchezza
Questo processo si chiama excisione, ed accade
quando il virus viene staccato dal nostro
cromosoma. A questo punto ricomincia il ciclo
litico.
Flusso dell’informazione genetica negli organismi a DNA
DNA
RNA
Processo di trascrizione
proteine
Processo di traduzione
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lusso dell’informazione genetica dei retrovirus
Virus a RNA (es. il virus del AIDS)
Nessun organismo vivente utilizza come materiale genetico l’RNA, solo i virus lo possono fare, e tra questi i
retrovirus. Gli altri organismi, infatti, utilizzano solo DNA. I retrovirus a differenza degli altri organismi
devono fare un passaggio in più nel flusso dell’informazione genetica. Infatti i retrovirus non posssono
sintetizzare direttamente le proteine a partire dal RNA, ma il materiale genetico deve essere prima
trasformato in RNA e poi seguire il flusso. In pratica devono fare un passaggio in più.
RNA
DNA
Processo di trascrizione
inversa
RNA
processo di
trascrizione
proteine
processo di
traduzione
I farmaci antivirali cercano di bloccare la trascrizione inversa per combattere il virus. Infatti sono detti anche
inibitori della trascrizione inversa.
Il virus dell’AIDS è un retrovirus. Esso si prende per contagio da liquido spermatico, vaginale, sangue o
trasfusioni, non per contagio da saliva.
Credits: Ginevra Petruzzini per le immagini concesse (classe 2G anno 2014-15)
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