Introduzione alla Biologia della
Cellula
Lezione 1
L’ unità base degli organismi viventi:
la cellula
Teoria cellulare
• TUTTI gli organismi sono composti da una
o più CELLULE (unicellulari/pluricellulari)
• La cellula è la fondamentale unità
organizzativa della vita
• Tutte le cellule esistenti originano da cellule
PREESISTENTI
Definizione
La cellula è l’unità MORFOLOGICA e
FUNZIONALE di tutti gli organismi viventi
Deve contenere strutture e
materiali per una vita
indipendente
• Membrana di separazione dall’ambiente
esterno
• Materiale genetico per la sua riproduzione
(DNA/RNA)
• Dispositivi per la sopravvivenza
Esistono due grandi famiglie di
cellule
PROCARIOTE
(batteri, cianofite)
• Prive di membrana
nucleare
• Sono sempre cellule
singole (organismi
unicellulari)
EUCARIOTE
(animali, vegetali)
• Hanno una membrana
nucleare
• Hanno altre strutture
delimitate da membrana
• Possono essere singole o
multiple (organismi
unicellulari/pluricellulari)
I virus NON SONO cellule.
• Sono entità biologiche con caratteristiche di
parassita obbligato.
• La singola unità virale viene denominata virione.
• Possono essere responsabili di malattie in
organismi appartenenti a tutti i regni biologici:
esistono infatti virus che attaccano batteri (i
batteriofagi), funghi, piante e animali.
Le caratteristiche che definiscono
i vari tipi di cellule sono:
• Il numero
• La forma
• Le dimensioni
Numero
ORGANISMI
UNICELLULARI
(procarioti, eucarioti)
•Sono costituiti da un’unica
cellula, che svolge tutte le
funzioni
ORGANISMI
PLURICELLULARI
(animali, vegetali)
•Cellule deputate ad un certo
tipo di funzione si aggregano
in tessuti
•Diversi tipi di tessuti
formano un aggregato con
una certa funzione (organo)
•Diversi organi formano un
apparato
•Più apparati formano un
organismo
Forma
• E’ variabile, anche negli organismi
unicellulari
• La FORMA è legata alla FUNZIONE (ad
esempio gli eritrociti hanno una forma
tondeggiante)
Dimensioni
• Variabili (la cellula più grande è la cellula
uovo)
• Unità di misura: micron o micrometro (μm)
• 1 μm = 1x10-3mm
• L’unità di misura degli organuli cellulari è il
nanometro
• 1nm = 1x10 -3μm = 1x10 –6mm
• Ångstrom = Å = 1x10 –4μm = 1x10 –7mm
Rapporto superficie/volume
• Più una cellula è piccola, più elevato è il
rapporto tra superficie e volume
• La superficie cellulare è il distretto deputato
all’interazione con le cellule adiacenti e/o
con l’ambiente
• Le dimensioni ridotte tendono a
massimizzare la superficie rispetto al
volume.
Esempio
• Una sfera con il raggio pari a 0.5mm avrà
una superficie pari a 3.14mm2, un volume
pari a 0.52mm3. Il rapporto S/V sarà pari a
6/mm
• r=1
S = 12.56mm2 V = 4.19mm3
S/V = 3
• r=2
S = 50.24mm2 V = 33.49mm3
S/V = 1.5
Quindi le cellule sono piccole
perché:
• Devono mantenere un rapporto ottimale con
l’ambiente, da cui traggono nutrimento
• Quando una cellula si accresce, il suo volume
aumenta più rapidamente della sua superficie (il
rapporto S/V diminuisce rapidamente
all’aumentare del raggio)
• Se la superficie non riesce più a garantire scambi
con l’ambiente adeguati alla massa cellulare, le
sostanze nutritive non diffondono con sufficiente
velocità ed efficacia dalla superficie verso
l’interno, e lo stesso accade per l’allontanamento
delle sostanze di rifiuto
Mantenimento delle dimensioni
• DIVISIONE CELLULARE: raggiunta la
dimensione massima una cellula non si
accresce più; muore oppure si divide
• Cellule labili (si possono riprodurre
frequentemente)
• Cellule stabili (mantengono la capacità di
riprodursi in caso di lesione)
• Cellule perenni (non vengono sostituite)
Tessuti a elementi labili
• Costituiti da cellule indifferenziate, dalla
vita breve (da pochi giorni a qualche
settimana), sono caratterizzati dalla capacità
di rinnovare continuamente gli elementi
cellulari morti
• Epiteli di rivestimento e sangue
Tessuti perenni
• Sono costituiti da cellule che si
differenziano precocemente, durante lo
sviluppo embrionale, crescendo poi soltanto
di volume, ma non più di numero, nelle
successive fasi dello sviluppo corporeo
(incapaci quindi di sostituire gli elementi
cellulari distrutti o danneggiati)
• Tessuto nervoso, tessuto muscolare striato
Tessuti stabili
• Tessuti connettivi, il tessuto muscolare
liscio, taluni epiteli ghiandolari
• Sono costituiti da cellule che, raggiunta la
differenziazione al termine
dell'accrescimento, cessano di moltiplicarsi,
tendendo a conservarsi stabilmente; in caso
di lesioni possono riacquistare però la
capacità di riprodursi per riparare o
sostituire la parte di tessuto morto
