Le cellule
Con l’invenzione del microscopio l’uomo ha potuto esplorare il
mondo degli oggetti molto piccoli
Questo ha permesso di sviluppare la Teoria Cellulare: tutti gli
esseri viventi sono formati da cellule
La cellula è l’unità fondamentale degli esseri viventi
In generale essa è formata da:
Una membrana esterna
Un citoplasma
Un nucleo
I più piccoli esseri viventi sono gli organismi unicellulari formati
cioè da un unica cellula
Molti organismi sono composti da più cellule, sono gli organismi
pluricellulari (poche migliaia a migliaia di miliardi)
Le sostanze organiche e inorganiche
Gli esseri viventi hanno moltissime sostanze che li
mantengono in vita
Troviamo sostanze inorganiche [acqua, anidride
carbonica e Sali minerali]
Sostanze organiche che sono essenzialmente costituite
da composti del carbonio
Un esempio di composto del carbonio è dato dalle
proteine
La struttura della cellula
Le cellule si dividono in procariote ed eucariote
procariote significa cellula priva di un nucleo ben
organizzato
eucariote significa cellula con nucleo ben
organizzato
Fossili di procarioti
La cellula procariote risulta costituita da una
membrana cellulare, citoplasma, ribosomi e un
anello di DNA estremamente semplice
La cellula eucariota
La cellula eucariote risulta suddivisa in membrana
cellulare; citoplasma ricco di organuli e nucleo
La membrana cellulare è il rivestimento che
avvolge la cellula
Il citoplasma si trova fra membrana e nucleo e ha
consistenza gelatinosa
Il nucleo contiene il DNA che possiede tutte le
informazioni necessarie a far funzionare la cellula
La membrana cellulare
La membrana cellulare circonda la cellula e la
isola dell'ambiente esterno
Regola gli scambi fra la cellula e l'ambiente
esterno che possono avvenire per:
Diffusione
Proteine di trasporto
Fagocitosi
E formata da un doppio strato fosfolipidico e da
proteine di membrana
Gli organuli
Ribosomi: costruiscono proteine a partire dalle
informazioni che arrivano dal nucleo sotto forma
di lunghe molecole di RNA
Reticolo endoplasmatico:serie di canali e vescicole
attraverso i quali le sostanza vengono spostate
all'interno cella cellula
Vacuoli: vescichette in cui troviamo acqua,
sostanze di rifiuto destinate ad essere espulse dalla
cellula
Centrioli: organuli a forma cilindrica che
intervengono nella riproduzione della cellula
Mitocondri: organuli a forma di fagiolo al cui
interno avvengono le reazioni di respirazione
cellulare
Lisosomi: vescicole destinate alla distruzione di
corpi estranei entrati nella cellula e alla
distruzione di organuli deteriorati e di cellule
morte
Apparato del Golgi: pile di sacculi destinati ad
immagazzinare sostanze che la cellula riversa
all'esterno
La respirazione cellulare
Ogni cellula ha il proprio metabolismo
Fondamentale per l’energia cellulare risulta essere la respirazione
cellulare che consiste nel “bruciare” gli zuccheri utilizzando
ossigeno per ricavarne energia [ATP]
Questa energia viene utilizzata per tutti gli altri processi cellulari
La CO2 [anidride carbonica] forma lo scarto della reazione e
lascia la cellula come sostanza di rifiuto insieme a H2O
Nucleo
Nel nucleo troviamo:
Membrana nucleare con pori nucleari necessari a
far passare molecole grandi
Nucleoli di forma sferoidale
Cromatina materiale filamentoso scuro
impacchettato intorno a proteine come un filo di
perle che contiene DNA
Al momento della riproduzione cellulare cellulare
il Dna si addensa a formare cromosomi
I cromosomi
Quando la cromatina si avvolge da origine a
strutture caratteristiche dette cromosomi
Sono costituiti da una lunga sequenza di nucleotidi
[L'Adenina, la Timina, la Guanina e la Citosina ]
Formano il codice che contiene l’informazione
genetica
C’è una perfetta corrispondenza i nucleotidi [A-T;
C-G] e questo sta alla base del codice genetico
La mitosi
La mitosi è un processo di divisione in cui il numero
dei cromosomi della cellula madre si mantiene nelle
cellule figlie
La mitosi si articola in quattro fasi:
Profase
Metafase
Anafase
Telofase, a cui segue un periodo di riposo detto
interfase.
Interfase G1 e S
Interfase è un periodo durante il quale la cellula
cresce e il DNA si duplica
Comprende tre periodi: G1, S e G2
G1 è un periodo di crescita attiva del
citoplasma, compresa la produzione di organuli
Durante il periodo S (sintesi) si duplica il DNA
Interfase G2 e mitosi
In G2 si sintetizza il materiale citoplasmatico
necessario per la divisione cellulare, come ad
esempio le molecole di tubulina, la proteina che
forma i microtubuli necessari per la formazione
del fuso mitoico
La mitosi fu scoperta da Hoffmeister nel 1848
nelle cellule di embrione vegetale
È un meccanismo di separazione dei
cromosomi che si sono duplicati durante la fase
S
Profase (pro: prima, primero, antes)
I cromosomi si rendono visibili come filamenti
larghi e spessi
Ciascuno è formato da una coppia di cromatidi
che rimane unita solo al livello del centrometro
In questa tappa i cromosomi passano dalla
forma allungata di normale lavoro ad una
forma compatta di trasporto
Anche il nucleolo scompare e si disperde nel
citoplasma sotto forma di ribosomi
Metafase (meta: fra, entre)
Appare il fuso mitoico formato da fasci di
microtubuli
I cromosomi si uniscono ad alcuni microtubuli
I cromosomi sono spostati dai microtubuli fino a
che tutti i cromosomi si allineano al piano
equatoriale
Alla fine della metafase si produce la separazione
del DNA dal centrometro e di conseguenza la
separazione dei cromosomi
Anafase (ana: ascendente)
Si separano i centrometri
Ciascun cromosoma migra al polo della cellula
Il fuso mitoico è la struttura che sposta i
cromosomi ai poli della cellula dove si
riformano i due nuclei
Il movimento si realizza grazie al processo di
che accorcia i microtubuli
Telofase: Telos (fine; fin)
Comincia quando i cromosomi arrivano ai
poli della cellula
I cromosomi despiralizzano, perdono di
consistenza e si riforma la membrana nucleare
a partire dal reticolo rugoso
Si riforma il nucleolo
Citocinesi
La citocinesi è la divisione del citoplasma che
avviene dopo che i due nuclei si sono
separati durante la mitosi
Nelle piante superiori, nella telofase
avanzata, appare all’equatore della cellula una
struttura chiamata fragmoplaso
Meiosi
La meiosi è un processo di divisione cellulare,
nel quale una cellula diploide (2n), subirà due
divisioni successive dando origine a 4 cellule
aploidi (n) dette gameti
Questo processo si realizza in due divisioni
nucleari chiamate prima e seconda divisione
mitoica o semplicemente meiosi I e Meiosi II
Le cellule che si originano parteciperanno alla
riproduzione sessuata e unendosi daranno
nuovamente origine ad una cellula diploide
Animali e Piante
Molti organuli cellulari sono
comuni a cellule vegetali e animali
ma vi sono differenze
La cellula vegetale ha una parete
cellulare
Il vacuolo vegetale è enorme
Nella cellula vegetale sono presenti
i cloroplasti
Questa differenza riflette una
differenza di metabolismo fra
animali e vegetali
La fotosintesi
La fotosintesi è uno dei processi metabolici di
cui si avvale la cellula per ottenere energia
È un processo mediante il quale gli esseri
viventi possessori di clorofilla o di altri
pigmenti, catturano l’energia luminosa del sole
e la trasformano in energia chimica
trasformando acqua e CO2 in composti
organici [glucosio] liberando ossigeno
CO2 + H2O + Luce Glucosio + O2
CO2 Anidride carbonica
C6H12O6 glucosio
H2O Acqua
Autotrofi
Grazie alla clorofilla i vegetali possono
fabbricare cibo
Essi assorbono dall’ambiente acqua e
anidride carbonica e grazie all’energia
luminosa possono produrre materia
organica con un processo chiamato
fotosintesi clorofilliana
Queste sostanze vengono demolite
nella respirazione
Eterotrofi
Gli animali si nutrono mangiando altri organismi, prendendo
energia prodotta, in ultima analisi, durante la fotosintesi
Le piante sono autotrofe, producono da se il propri alimenti
[trophé = nutrimento]
Gli animali sono eterotrofi, si nutrono di altri organismi
