la cellula - Corso di Laurea in Infermieristica
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L’origine della vita • La vita ha preso l’avvio da sistemi non viventi • Da sostanze semplici si passa a macromolecole complesse tramite l’interazione tra molecole. • Macromolecole si ritrovano segregate in membrane chiuse. • Si originano le prime cellule • L’inizio della vita si fa risalire a circa 4 miliardi di anni fa Sintesi di molecole prebiotiche In un’atmosfera ricreata Dopo l’origine delle prime cellule, l’ossigeno prodotto da queste cellule determinò profondi cambiamenti nell’atmosfera terrestre. Questa è una fotografia di un cianobatterio M E T A Z O I L’analisi comparativa di sequenze di DNA indica una notevole divergenza tra eubatteri e archei, paragonabile alla divergenza esistente tra procarioti ed eucarioti. La pluricellularità ha portato ad un alto grado di differenziamento cellulare Progenitore comune Organismi unicellulari con alto grado di complessità anatomica, di comportamento e di adattamento ambientale Il microscopio per lo studio delle cellule Utilizza I fotoni della luce ma ha limiti nella definizione dei particolari Utilizza come fonte luminosa raggi di elettroni anzichè fotoni estendendo la capacità di vedere I dettagli più fini. Il campione rivestito di un velo sottilissimo di metallo pesante, viene esplorato da un pennello di elettroni focheggiato da elettromagneti Perchè le cellule sono di piccole dimensioni? Mano a mano che un corpo si accresce dimensionalmente, il suo volume aumenta più rapidamente della sua superficie. Per garantire un adeguato metabolismo, è indispensabile che il rapporto tra superficie e volume sia elevato: ciò spiega perché le cellule che costituiscono gli organismi debbano essere numerosissime e minuscole piuttosto che poche e voluminose. Caratteristiche della materia vivente 1. Complessità specificatamente definita nel tempo e nello spazio: la stessa complessità appare in tempi diversi (generazioni successive) e in luoghi diversi negli individui di una data specie. L’informazione che definisce tale complessità rappresenta l’informazione genetica ed è registrata nel DNA. L’insieme delle molecole di DNA contenenti l’informazione genetica di un organismo ne costituisce il genoma. 2. Capacità di accrescersi trasformando energia e composti inorganici in composti organici. Ciò è il risultato della capacità di far avvenire al proprio interno un gran numero di reazioni chimiche, ciascuna catalizzata da uno specifico enzima. 3. Capacità di auto-riprodursi: ciò è reso possibile dal fatto che, prima di ogni generazione, il genoma (DNA) va incontro a replicazione e viene precisamente ripartito tra i nuovi individui. 4. Adattamento all’ambiente: è il risultato dell’ evoluzione per selezione naturale, nel quale il verificarsi di mutazioni casuali porta alla comparsa di individui con nuove caratteristiche, la cui sopravvivenza e diffusione sono condizionate dall’ambiente nel quale essi vengono a trovarsi. LA CELLULA È una porzione di soluzione acquosa (citoplasma) delimitata da una membrana a doppio strato lipidico (membrana plasmatica) Cellule procariotiche Cellula eucariotiche Tutti gli esseri viventi sono costituiti da una o più cellule. Ogni cellula deriva dalla divisione di una cellula preesistente e tutte le cellule si moltiplicano per divisione binaria Elementi comuni: - l’informazione genetica è racchiusa nel DNA e trascritta sotto forma di molecole di RNA, che nelle sue tre forme (mRNA, tRNA e rRNA) serve per la sintesi di proteine - Utilizzo di processi metabolici comuni per acquisire energia dal mondo esterno e trasformarla in energia chimica biologicamente utilizzabile, sotto forma di ATP o altre molecole simili contenti legami fosfato altamente energetici. La cellula eucariotica e i suoi compartimenti La cellula eucariotica Gli eucarioti possiedono cellule generalmente più grandi (tra 10 e 100um) e, ad eccezione dei protozoi, che sono unicellulari, sono pluricellulari. La cellula eucariotica è organizzata in compartimenti che permettono di segregare in zone diverse della cellula, collegate funzionalmente tra loro, i complessi enzimatici che presiedono i vari processi biochimici. Teoria dell’endosimbiosi La cellula Eucariotica Ospita nel citoplasma vari organelli delimitati da una membrane biologica ed una struttura intracellulare organizzata a moduli componibili, il citoscheletro che conferisce alla cellula forma e resistenza agli stress di natura fisico-meccanica. Lo sviluppo umano Negli organismi pluricellulari (metazoi) gruppi di cellule sviluppano caratteristiche morfologiche e funzionali diverse, dando origine a tessuti e organi trofoectoderma blastocele Il corpo umano è composto da tanti differenti tipi cellulari LE CELLULE STAMINALI: sono le unità organizzative responsabili dello sviluppo e della rigenerazione di tessuti e organi. Sono cellule clonogeniche ovvero cellule in grado sia di proliferare autonomamente sia di differenziarsi in varie popolazioni cellulari Caratteristiche di una cellula staminale • • • • • Le cellule staminali sono cellule non specializzate Hanno grande potenziale proliferativo Sono capaci di autorinnovamento Possono dare origine a cellule specializzate Sono presenti in tutti gli stadi di sviluppo: – Embrionale (ESC) – Fetale (FSC) – Adulto (ASC) • Provvedono: – allo sviluppo embrionale e fetale – alla rigenerazione ed all’omeostasi di organi adulti cellula staminale AUTO-RINNOVAMENTO (replica) cellula staminale DIFFERENZIAMENTO (specializzazione) cellula specializzata (es. cellule muscolari, nervose) Perchè auto-rigenerarsi e differenziare? 1 cellula staminale 1 cellula staminale Auto-rinnovamento: mantiene la riserva di cellule staminali 4 cellule specializzate Differenziamento: sostituisce le cellule danneggiate o morte durante tutta la vita Classificazione cellule staminali Totipotente Pluripotente Multipotente Differenziate
