LA CELLULA
PROCARIOTICA
Caratteristiche strutturali e
funzionali della cellula procariotica
CELLULA PROCARIOTICA ED EUCARIOTICA:
STRUTTURA E PRINCIPALI DIFFERENZE
Antenati: organismi termofili estremi (vivono
tra 85° e 105°C in acque solfatariche quasi prive di O2)
Archeobatteri: studio di sequenze
CELLULA PROCARIOTICA
BATTERI: varia forma
Talvolta formano spore
contro aumento o dim. T,
essiccamento
•Perdita acqua
•ridotto metabolismo
•comparsa membr. impermebile
•Sopravvivono molti anni
Bacillo tetano:
sterilizz. 120°-130°C
•Saprofiti:decompongono
materia org.
•Parassiti
Riproduzione agamica (ogni 20 min.)
Cellula procariotica
Morfologia
Batteri Gram-neg.:ulteriore involucro membr.
Batteri Gram-pos.:blu scuro con violetto di genziana
Microscopio ottico:
aspetto omogeneo
Il DNA circ. è legato ai mesosomi che
Microscopio elettr.:
•Parete cell.
•Membr.plasm. che
contiene sistemi
multienzimatici per
respirazione cell.
forniscono ATP; diametro 3-4 nm
Plasmidi: 1 o più molecole DNA circolare di
dimens. più piccole
Alcune proteine sono associate al DNA con
azione simile agli istoni
•recettori
Depositi lipidici, polisacc., P inorg.
•DNA, RNA, proteine,
piccole molecole
Alcuni procarioti nel citoplasma:
•mesosoma
•vacuoli gassosi (galleggiamento)
•vacuoli o vescicole (molecole fotosintesi
Cellula procariotica
Metabolismo
Primordialmente
Nutriz. eterotrofa Abbondanza molecole
organ.nell’ambiente prebiotico
Successivamente
Nutriz.eterotrofa, ma con
diverse modalità
Saprofitismo(organismi morti)
Percorsi metabolici
Parassitismo
Primitivo: anaerobiosi
Successivamente:
(organismi fabbricano molecole
organiche)
Prima fonte di e - H di H2S
H2O
Cianobatteri:fotos. come piante
Altri utilizzano O2 per respirazione
Olotrofismo
(es.:ameba ingloba grosse
particelle organiche)
Utilizzano CO2 e N2 per sintet. mol.org.
Energia:fotosintesi:clorofilla
Rappresentazione schematica di una cellula
batterica tipica
Funzioni delle strutture dei procarioti
Funzioni delle strutture degli eucarioti
Differenze tra cellula procariotica ed eucariotica
Nucleoide (morfologia)
È costituito da un’unica molecola di DNA a
struttura bicatenaria con peso molecolare di
circa 2×109 e forma circolare.
Distesa in tutta la sua lunghezza la molecola
raggiunge la dimensione di 1mm. Mancano i
nucleoli.
Manca la membrana nucleare.
Nucleoide
(composizione chimica e funzione)
È rappresentato da una doppia elica di
catene polinucleotidiche.
Governa la trasmissione dei caratteri da
una cellula alle generazioni successive.
Presiede alla sintesi dei fattori che
regolano il metabolismo cellulare.
Nucleoide
(generalità)
Tutti i batteri posseggono una regione,
relativamente trasparente, in cui è
addensato il materiale cromosomale,
denominato “nucleoide” (cromosoma
batterico o corpo cromatico).
Nucleoide
(generalità)
Il nucleoide è la principale struttura in
cui è localizzata l’informazione genetica
delle
cellule
procariotiche
ed
è
rappresentata da un singolo cromosoma,
che non è circondato da membrana
nucleare, come avviene negli organismi
eucarioti.
Nucleoide
(generalità)
Il cromosoma è composto da una singola
e lunga molecola di DNA, priva di
rivestimenti proteici, la quale, quando
distesa in tutta la sua lunghezza,
raggiunge circa 1mm, cioè circa mille
volte la lunghezza del batterio.
Il cromosoma batterico può contenere da
3 a 6×103 geni.
Nucleoide
(generalità)
Il DNA è probabilmente organizzato in
anse ad alta superelicità (vi sarebbero
circa 50 anse per cromosoma).
Ogni ansa sarebbe stabilizzata da una
molecola di RNA.
Nucleoide
(generalità)
Un taglio nell’RNA rilassa l’ansa ma non
modifica la superelicità.
Un taglio a singola elica nel DNA rilassa
la superelica e lascia intera l’ansa.
Cellula batterica
Parete cellulare
(morfologia)
Rappresenta “l’esoscheletro” della cellula
batterica.
Colorante: violetto di genziana
Parete
M: mureina; OM: membrana esterna; PM: membrana citoplasmatica;
P: spazio periplasmico; W: parete di peptidoglicano.
Rappresentazione schematica della parete dei
batteri Gram positivi e negativi
Parete cellulare
(composizione chimica e funzione)
Gram+ : È composta da acidi teicoici e
peptidoglicano.
Gram− : Peptidoglicano e membrana
esterna costituita da lipopolisaccaridi,
lipidi e proteine.
Possiede una struttura rigida che
conferisce una forma alla cellula e la
protegge dai fattori esterni.
Parete cellulare
(caratteristiche generali)
Struttura rigida che conferisce alla cellula
la sua forma.
Strato uniforme denso e spesso (da 100
a 800Å).
Costituisce una parte notevole del peso
secco della cellula (10-40%).
È essenziale all’accrescimento ed alla
divisione cellulare.
Parete cellulare
(caratteristiche generali)
Si visualizza al microscopio mediante
colorazioni specifiche.
Protezione da danni di tipo meccanico ed
osmotico.
Dalla
parete
dipendono
molte
caratteristiche tassonomiche dei batteri:
la forma, la suddivisione in Gram-positivi
e Gram-negativi, la specificità antigenica.
Struttura del peptidoglicano
La parte rigida di una cellula batterica è
una struttura polimerica chiamata
mureina, peptidoglicano o mucoproteina.
I peptidoglicani sono polimeri molto
grandi, formati da tre tipi di unità
costitutive: acetiglucosammina (AGA),
acido acetil muramico (AMA) ed un
peptide costituito da 4 o 5 aminoacidi.
