Introduzione alla Biologia della Cellula

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.
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
Introduzione alla biologia della
cellula
Le biomolecole: I LIPIDI
Tutte le molecole contenute nelle
cellule sono costituite da
composti del carbonio
•
•
•
•
Zuccheri
Lipidi
Proteine
Acidi nucleici
Polimeri
Sono macromolecole formate da unità
(MONOMERI) legate da legami covalenti
OMOPOLIMERI
La molecola deriva
dall’associazione di
monomeri identici (es.
glicogeno)
ETEROPOLIMERI
Derivano
dall’associazione di due
o più specie molecolari
Lipidi
• Lipidi semplici (apolari): esteri di acidi
grassi con diversi alcooli (quindi
semplicemente acido grasso + alcool)
• Lipidi complessi (parzialmente polari):
esteri di acidi grassi con alcooli + R (gruppi
fosfato, glicidico e solfato)
• Steroidi (steroli): colesterolo strutturale (e
non circolante)
Lipidi semplici
• ACIDI GRASSI: catene carboniose di
diversa lunghezza
• Acidi grassi saturi
• Acidi grassi insaturi (doppio legame)
• ALCOOL
• Il legame si forma tra il gruppo carbossilico
(polare) e il gruppo –OH
Lipidi complessi
• R=gruppo glicidico
GLICOLIPIDI
• R=gruppo solfato
SOLFOLIPIDI
• R=gruppo fosfato
FOSFOLIPIDI:
sono i lipidi maggiormente presenti nelle
cellule; sono molecole polari; residui
idrofilici conferiscono alla molecola
carattere anfipatico.