Presentazione di PowerPoint - Zanichelli online per la scuola

Tortora, Derrickson Conosciamo il corpo umano © Zanichelli editore 2009
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Gerard Tortora, Brian Derrickson
Conosciamo
il corpo umano
Capitolo 2 Le cellule e i tessuti
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Panoramica generale della cellula
La struttura della membrana plasmatica
Il trasporto attraverso la membrana plasmatica
Il citoplasma e i suoi organuli
Il nucleo cellulare
La sintesi delle proteine
Il ciclo cellulare e la divisione cellulare somatica
Le cellule organizzate nei tessuti
Il tessuto epiteliale
Il tessuto connettivo
Il tessuto muscolare
Il tessuto nervoso
Le membrane del corpo
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1. PANORAMICA GENERALE DELLA CELLULA
La cellula è l’unità vivente strutturale e funzionale
fondamentale del corpo.
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1. PANORAMICA GENERALE DELLA CELLULA
1. La membrana plasmatica costituisce e delimita la
superficie esterna della cellula: separa l’interno
dall’esterno.
2. Il citoplasma è contenuto fra la membrana citoplasmatica
e il nucleo. La porzione fluida è detta citosol: al suo
interno sono presenti vari tipi di organuli.
3. Il nucleo è l’organulo più grande della cellula e agisce da
centro di controllo.
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1. PANORAMICA GENERALE DELLA CELLULA
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2. LA STRUTTURA DELLA MEMBRANA PLASMATICA
La membrana plasmatica è costituita da un doppio
strato fosfolipidico in cui sono parzialmente o interamente
inserite delle proteine.
È dotata di permeabilità selettiva, meccanismo che
consente il passaggio solo a determinate sostanze
mentre lo impedisce ad altre.
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2. LA STRUTTURA DELLA MEMBRANA PLASMATICA
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2. LA STRUTTURA DELLA MEMBRANA PLASMATICA
Le funzioni della membrana dipendono dal tipo di proteina:
• alcune,
dette recettori, riconoscono e legano una
proteina specifica;
• alcune
svolgono il ruolo di enzimi per la catalisi di
reazioni intra- o extra-cellulari;
• alcune rivestono una funzione di riconoscimento.
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3. IL TRASPORTO ATTRAVERSO LA MEMBRANA
PLASMATICA
Gran parte dell’organismo è costituita da fluidi distinguibili in due
compartimenti:
Fluido intracellulare
Rappresenta i due terzi dei
fluidi totali. È contenuto
all’interno delle cellule (citosol).
Fluido extracellulare
È presente negli spazi
microscopici fra cellule
adiacenti per cui viene detto
anche fluido interstiziale.
I fluidi cellulari sono soluzioni acquose di gas, nutrienti, ioni e altre
sostanze utili alla vita.
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3. IL TRASPORTO ATTRAVERSO LA MEMBRANA
PLASMATICA
Le sostanze attraversano le membrane cellulari tramite processi
PASSIVI
Non viene utilizzata
energia se non quella
cinetica poiché si segue il
gradiente di
concentrazione.
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Per diffusione: passaggio di sostanze da
zone a maggiore a zone a minore
concentrazione fino a raggiungere l’equilibrio.
Può essere semplice o facilitata.
Per osmosi: passaggio passivo di acqua
attraverso una membrana a permeabilità
selettiva da un’area a bassa concentrazione
di soluto a un’area ad alta concentrazione di
soluto.
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3. IL TRASPORTO ATTRAVERSO LA MEMBRANA
PLASMATICA
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PLASMATICA
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3. IL TRASPORTO ATTRAVERSO LA MEMBRANA
PLASMATICA
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3. IL TRASPORTO ATTRAVERSO LA MEMBRANA
PLASMATICA
Le sostanze attraversano le membrane cellulari tramite processi
ATTIVI
Si utilizza l’energia
sotto forma di ATP per
forzare la sostanza
contro il gradiente di
concentrazione.
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Trasporto attivo: l’energia ottenuta con la
scissione dell’ATP cambia la conformazione
di una proteina di trasporto o pompa che fa
passare una certa sostanza attraverso la
membrana plasmatica contro il suo gradiente
di concentrazione.
Trasporto con vescicole: le vescicole
formatesi per gemmazione dalla membrana
plasmatica, raccolgono sostanze dal fluido
intracellulare e lo liberano all’esterno
(esocitosi) o viceversa (endocitosi).
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3. IL TRASPORTO ATTRAVERSO LA MEMBRANA
PLASMATICA
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3. IL TRASPORTO ATTRAVERSO LA MEMBRANA
PLASMATICA
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Citosol: è la parte fluida del citoplasma e circonda gli
organuli; è costituito da acqua (75-90%), soluti e particelle
sospese.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Organuli: sono strutture specializzate interne alla cellula in
cui avvengono processi specifici.
• citoscheletro;
• centrosoma;
• ciglia e flagelli;
• ribosomi;
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
• reticolo endoplasmatico;
• apparato di Golgi;
• lisosomi;
• perossisomi;
• proteasomi;
• mitocondri.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Citoscheletro: è una
rete complessa di tre tipi
di filamenti proteici che si
estende per tutto il
citosol.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Centrosoma: è una struttura
posta vicino al nucleo da cui
prende avvio la divisione
cellulare.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Ciglia e flagelli: sono estensioni della membrana cellulare
di diversa lunghezza protesi verso l’esterno della cellula
con il compito di spostare liquidi e secrezioni (es. nel tratto
respiratorio) oppure l’intera cellula (es. negli spermatozoi).
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Ribosomi: sono i centri di
sintesi delle proteine e sono
ricchi di acido ribonucleico
(RNA).
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Reticolo endoplasmatico (RE): è una rete di membrane
ripiegate, estesa per tutto il citoplasma, Ci sono due tipi di
reticoli endoplasmatici: RE liscio e RE ruvido.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
RE ruvido (RER): si estende a partire dalla membrana
nucleare e presenta un aspetto ruvido perché costellato di
ribosomi che operano la sintesi proteica di componenti
della membrana plasmatica.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
RE liscio (REL): reticolo di tubuli membranosi del tutto
lisci perché privi di ribosomi dove avviene la sintesi di acidi
grassi e steroidi.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Apparato di Golgi: è un complesso di sacche
membranose appiattite, dai bordi rigonfi, impilate una
sull’altra, con il compito di modificare e immagazzinare le
proteine secrete dai ribosomi del RER.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Lisosomi: sono vescicole racchiuse in membrane che
contengono proteine enzimatiche in grado di scindere una
grande varietà di molecole, infatti trasportano e liberano
nel citosol i prodotti finali della digestione.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Perossisomi: sono simili ai lisosomi ma di minori
dimensioni; contengono numerosi enzimi in grado di
ossidare (sottrarre atomi di idrogeno) a svariate sostanze
organiche, svolgendo così una funzione di
detossificazione.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Proteasomi: sono strutture cilindriche con il compito di
distruggere le proteine inutili, danneggiate o difettose.
Contengono enzimi che scindono le proteine in
amminoacidi riutilizzabili.
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IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
Mitocondri: sono considerati le centrali energetiche
cellulari poiché in essi avviene la sintesi di ATP. Sono
costituiti da due membrane strutturalmente simili a quella
plasmatica: la più interna ripiegata in creste, che
racchiudono uno spazio centrale o matrice dove
avvengono le reazioni di sintesi dell’ATP.
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4. IL CITOPLASMA E I SUOI ORGANULI
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5. IL NUCLEO CELLULARE
Il nucleo è la struttura cellulare di maggiori dimensioni, di
forma sferica o ovale, presente in tutte le cellule del corpo
tranne che nei globuli rossi maturi.
Al suo interno si trovano i nucleoli, corpi sferici costituiti da
proteine e acidi nucleici (DNA e RNA), dove vengono
sintetizzati i ribosomi.
Il nucleo contiene i geni costituiti da DNA che
immagazzinano le istruzioni per la sintesi proteica.
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5. IL NUCLEO CELLULARE
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
Le cellule sintetizzano un gran numero di proteine diverse
che, a loro volta, determinano le caratteristiche fisiche e
chimiche delle cellule e quindi di tutto l’organismo.
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
Il DNA contenuto nei geni fornisce le istruzioni per
effettuare
la
sintesi
proteica
per
sintetizzare
una
determinata proteina.
L’ ’informazione contenuta in una regione specifica del DNA
viene trascritta e produce una molecola di RNA che si lega
a un ribosoma. Qui l’informazione viene tradotta in una
sequenza specifica e univoca di amminoacidi da cui si
otterrà una proteina.
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
L’informazione è contenuta nel DNA in quattro diversi
nucleotidi che si appaiano in sequenze di tre. Ogni tripletta
codificherà per un determinato amminoacido.
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
Dal DNA si formano tre tipi di RNA:
•
RNA messaggero (mRNA): dirige la sintesi proteica..
•
RNA ribosomiale (rRNA): in associazione alle proteine
ribosomiali costituisce i ribosomi.
•
RNA transfer (tRNA): si lega a un amminoacido e lo
porta sul ribosoma perché nella trascrizione venga
incorporato nella proteina che si sta sintetizzando.
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
La traduzione è il processo in cui l’mRNA si associa ai
ribosomi e dirige la sintesi proteica, convertendo la
sequenza
di
nucleotidi
presenti
nell’mRNA in
una
sequenza specifica di amminoacidi.
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
1. Una molecola di mRNA si lega alla subunità
ribosomiale piccola e un tRNA detto iniziatore si lega
al codone di start (o di partenza) dell’mRNA per
consentire l’avvio del processo.
2. Il tRNA ha su un’estremità un amminoacido specifico,
sull’altra una tripletta di nucleotidi detta anticodone in
grado di legarsi all’mRNA.
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
3.
L’anticodone di un nuovo tRNA riconosce il successivo
codone complementare sull’mRNA e vi si lega.
4. Si formano i legami peptidici tra amminoacidi adiacenti.
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6. LA SINTESI DELLE PROTEINE
5. La proteina neoformata si sposta e un nuovo tRNA con
il suo amminoacido va a legarsi al codone successivo
allungando la proteina.
6. La sintesi termina quando il ribosoma raggiunge un
codone di stop:la proteina completata si stacca dal
tRNA.
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7. IL CICLO CELLULARE E LA DIVISIONE CELLULARE
SOMATICA
Ciclo cellulare: è l’insieme delle fasi che caratterizzano la
vita di ogni cellula, dalla sua nascita alla sua morte.
Culmina con la divisione cellulare, il processo con cui le
cellule si riproducono.
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7. IL CICLO CELLULARE E LA DIVISIONE CELLULARE
SOMATICA
La divisione cellulare somatica interessa tutte le cellule
del corpo (dette appunto somatiche) a eccezione di quelle
sessuali (gameti), e avviene periodicamente con
duplicazione del materiale genetico (DNA), aumento delle
dimensioni cellulari e divisione di cellula e nucleo.
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7. IL CICLO CELLULARE E LA DIVISIONE CELLULARE
SOMATICA
L’interfase è la fase intermedia che intercorre fra una
divisione cellulare e l’altra: in questo periodo la cellula
svolge tutte le proprie normali funzioni oppure si prepara
alla divisione intensificando l’attività metabolica e
duplicando il proprio DNA, altri organuli e i componenti
cellulari necessari.
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7. IL CICLO CELLULARE E LA DIVISIONE CELLULARE
SOMATICA
La fase mitotica della cellula consiste in mitosi e
citodieresi.
La mitosi è la divisione del nucleo; la citodieresi è
la suddivisione del citoplasma e di tutti gli organuli in
due cellule indipendenti.
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7. IL CICLO CELLULARE E LA DIVISIONE CELLULARE
SOMATICA
Profase: formazione del fuso mitotico nel nucleo che
comincia a disintegrarsi.
Metafase: le coppie di cromatidi si allineano lungo i tubuli
del fuso.
Anafase: separazione dei cromatidi ai poli opposti della
cellula.
Telofase: formazione di un nuovo involucro nucleare,
disfacimento del fuso mitotico.
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7. IL CICLO CELLULARE E LA DIVISIONE CELLULARE
SOMATICA
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8. LE CELLULE ORGANIZZATE NEI TESSUTI
I tessuti del corpo sono classificati in quattro tipi
fondamentali sulla base della relativa struttura e funzione.
• Il tessuto epiteliale: ricopre la superficie del corpo;
riveste le cavità del corpo e forma le ghiandole.
• Il tessuto connettivo: protegge e sostiene il corpo e i
suoi organi; riempie gli spazi interni; costituisce le riserve
energetiche dell’organismo e fornisce protezione
immunitaria.
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8. LE CELLULE ORGANIZZATE NEI TESSUTI
• Il tessuto muscolare: è specializzato per la contrazione;
costituisce tutti i muscoli del corpo tra cui il muscolo
cardiaco e il rivestimento muscolare degli organi interni.
• Il tessuto nervoso: riconosce i cambiamenti interni ed
esterni del corpo; trasferisce informazioni e mantiene
l’omeostasi.
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9. IL TESSUTO EPITELIALE
• L’epitelio ha caratteristiche generali comuni, è costituito
da cellule strettamente addossate le une alle altre e
disposte in strati continui.
• È avascolare e irrorato da vasi che raggiungono il tessuto
connettivo sottostante; gli scambi, quindi, avvengono per
diffusione.
• È dotato di un proprio corredo di fibre nervose.
• È caratterizzato da un continuo rinnovamento cellulare
degli strati più superficiali invecchiati o danneggiati.
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9. IL TESSUTO EPITELIALE
Le cellule epiteliali presentano una superficie apicale
esposta all’esterno o alla superficie degli organi interni,
superfici laterali a contatto con le cellule adiacenti e una
superficie basale a contatto con il tessuto connettivo
sottostante mediante una membrana basale
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9. IL TESSUTO EPITELIALE
Esistono due tipi di epitelio:
• l’epitelio di rivestimento, che copre o riveste varie parti
del corpo;
• l’epitelio ghiandolare, che è costituito da cellule
altamente specializzate per svolgere attività di secrezione.
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9. IL TESSUTO EPITELIALE
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10. IL TESSUTO CONNETTIVO
Il tessuto connettivo è uno dei tessuti più abbondanti
dell’organismo e svolge svariate funzioni.
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10. IL TESSUTO CONNETTIVO
È costituito da cinque tipi di cellule e da matrice
extracellulare a sua volta composta da sostanza
fondamentale e fibre proteiche.
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10. IL TESSUTO CONNETTIVO
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10. IL TESSUTO CONNETTIVO
Si possono distinguere cinque tipi di tessuto connettivo a
seconda della matrice extracellulare e delle cellule presenti:
• tessuto connettivo lasso;
• tessuto connettivo denso;
• cartilagine;
• tessuto connettivo osseo;
• tessuto connettivo liquido.
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11. IL TESSUTO MUSCOLARE
Il tessuto muscolare è costituito da cellule allungate dette
fibre muscolari altamente specializzate per generare forza.
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11. IL TESSUTO MUSCOLARE
A seconda della localizzazione delle funzioni viene
classificato in
• tessuto muscolare scheletrico: unito alle ossa dello
scheletro;
• tessuto muscolare cardiaco: forma le pareti del cuore;
• tessuto muscolare liscio: presente nelle pareti di
strutture cave quali organi e vasi sanguigni.
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12. IL TESSUTO NERVOSO
Il tessuto nervoso è costituito da due soli tipi di cellule:
• i neuroni, sensibili a vari stimoli che trasformano in
impulsi elettrici per trasmetterli ad altri neuroni, a fibre
muscolari o a ghiandole;
• le cellule gliali, con funzioni di supporto.
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13. LE MEMBRANE DEL CORPO
Le membrane sono strati piani di tessuto flessibile che
ricoprono o rivestono le varie superfici del corpo.
La combinazione di uno strato di tessuto epiteliale e uno
sottostante di tessuto connettivo si ottiene una membrana
epiteliale. Le membrane epiteliali possono essere mucose,
sierose, cutanee o sinoviali.
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13. LE MEMBRANE DEL CORPO
La membrana mucosa riveste le cavità interne degli
organi che comunicano con l’esterno.
Secerne muco con funzione difensiva e protettiva.
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13. LE MEMBRANE DEL CORPO
La membrana sierosa riveste le cavità degli organi che
non comunicano con l’esterno.
È costituita dai foglietti parietale e viscerale, che secernono
il liquido sieroso che riduce l’attrito fra gli organi.
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LE MEMBRANE DEL CORPO
La membrana sinoviale riveste le cavità di alcune
articolazioni e non presenta strato epiteliale.
Secerne il liquido sinoviale che lubrifica le ossa a livello
delle articolazioni, nutre la cartilagine e rimuove eventuali
batteri.
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