LE UNITÀ
MORFOFUNZIONALI
« Con la cellula,
la biologia ha
scoperto i suoi
atomi »
La cellula
• La cellula è un’unità morfofunzionale, cioè di
forma e funzione, la più piccola struttura che
può essere classificata come vivente.
• Esistono due tipi di esseri viventi:unicellulari,
cioè dotati di una singola cellula, come batteri
e protozoi; e pluricellulari, cioè dotati di più
cellule, come l’uomo.
Anatomia cellulare
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Protoplasma
Membrana cellulare
Citoplasma
Reticolo endoplasmatico
Apparato di Golgi
Mitocondri
Lisosomi
Ribosomi
Centrosoma o centrosfera
Nucleo
Il protoplasma
• Con il termine protoplasma si indica il complesso
di sostanze contenute nella cellula che sono
circondate dalla membrana cellulare.
• Il protoplasma è una sostanza vivente, materia
chimicamente complessa che costituisce tutti i
soggetti viventi.
• Gli elementi chimici presenti nel protoplasma
sono il carbonio, l’ossigeno, l’idrogeno e l’azoto.
• È caratterizzato da irritabilità, conduttività,
contrattilità e metabolismo.
La membrana cellulare
• È un sottile rivestimento, che delimita la cellula in
tutti gli organismi viventi, la separa dall'ambiente
esterno e ne regola gli scambi con questo.
• Negli organismi procarioti è ricoperta da un
rivestimento protettivo chiamato parete
batterica, assente invece negli eucarioti; nelle
cellule eucarioti vegetali è presente una parete
cellulare divisa in parete cellulare primaria e in
parete cellulare secondaria.
Il citoplasma
• Il citoplasma è la parte di cellula compresa tra
la membrana e il nucleo, esso rappresenta
tutto il protoplasma della cellula ad esclusione
del nucleo.
• Nel citoplasma sono presenti quattro tipi di
“organuli”: il reticolo endoplasmatico,
l’apparato di Golgi, i mitocondri e i lisosomi.
Il reticolo endoplasmatico
• Con il nome endoplasma si intende la parte
che si trova verso il centro della cellula,
reticolo, invece, significa semplicemente rete.
• È costituito da sottili canali e cisterne
appiattite spesso ondulate, talvolta
organizzate in file regolari e parallele
(ergastoplasma).
L’apparato di Golgi
• L’apparato o complesso di
Golgi consiste in sottili
cisterne appiattite,
addossate le une alle altre e
situate vicino al nucleo.
• Le cisterne golgiane sono in
grado di sintetizzare grosse
molecole di carbonio e di
legarle poi alle proteine che
giungono ad esse attraverso
i canali del reticolo
endoplasmatico per formare
i composti detti
glicoproteine.
I mitocondri
• Come tutti gli organuli
citoplastici i mitocondri
presentano una struttura
altamente organizzata. La
parete esterna è costituita
da due sottili membrane
• La membrana mitondriale
interna si solleva in un certo
numero di pliche, chiamate
“creste”.
• I mitocondri producono la
maggior parte dell’energia
impiegata per le funzioni
cellulari.
I lisosomi
• I lisosomi sono organuli circoscritti da
membrana le cui forme e dimensioni mutano
a seconda dei diversi stadi di attività.
• Nella loro forma primitiva essi appaiono come
dei piccoli granuli, poi si evolvono e iniziano la
loro attività prendendo l’aspetto di piccole
vescicole.
I ribosomi
• Quei piccolissimi granuli sferici che si possono
osservare sia attaccati alle membrane del
reticolo endoplasmatico sia liberi nel
citoplasma sono i ribosomi.
• Ogni cellula contiene migliaia di ribosomi.
• La funzione dei ribosomi è rappresentata dalla
sintesi proteica.
Il centrosoma o centrosfera
• Si tratta di una struttura sferica che occupa
un’area al centro della cellula, in realtà questo
significa che il centrosoma è posizionato
vicino il nucleo.
• All’interno della centrosfera si trovano due
unità dette centrioli, cilindri costituiti da un
numero preciso di tubuli, piccoli cilindri.
Il nucleo
• È un corpo di forma
sferica, localizzato al
centro della cellula,
circoscritta da una
doppia membrana
interrotta da pori.
• All’interno del nucleo
possiamo trovare un
nucleolo e un certo
numero di importanti
strutture: i cromosomi.
I nucleoli sono
costituiti di
acido
ribonucleico e di
proteine, non
protetti da una
membrana. Al
loro interno
avviene
l’accoppiamento
tra l’RNA e le
proteine.
• La parola cromosoma deriva da due vocaboli
greci: chroma, che significa colore e soma, che
significa corpo. Infatti nel momento in cui la
cellula ha iniziato il processo di divisione per
dare origine a due cellule figlie, i cromosomi
sembrano bastoncini. Ma durante l’intercinesi
o periodo di vita “normale” della cellula, i
cromosomi appaiono come piccoli corpi
colorati, chiamati granuli di cromatina.
Fisiologia cellulare
• Movimento di sostanze attraverso la membrana
cellulare
• Diffusione
• Osmosi
• Dispositivo del trasporto attivo
• Fagocitosi e pinocitosi
• Metabolismo cellulare
• Catabolismo
• Glicolisi
• Ciclo dell’acido citrico
• Riproduzione cellulare
• Mitosi
Movimento di sostanze attraverso la
membrana cellulare
• Un intenso traffico si svolge incessantemente
attraverso la membrana cellulare: molecole di
acqua, gas e rifiuti danno luogo a un flusso
continuo, diretto verso l’interno e l’esterno
della cellula.
• Questi processi possono svolgersi con diverse
modalità, vengono divisi in due categorie:
processi fisici (o passivi) e processi fisiologici
(o attivi).
La diffusione
• Diffusione significa dispersione e
propagazione, si intende il movimento delle
particelle di un soluto in tutte le direzioni
all’interno della cellula tramite la membrana.
• Questo fenomeno si verifica perché alcune
piccole particelle, come molecole, presentano
un movimento continuo che ha le
caratteristiche di essere rapido, incessante e
casuale.
L’osmosi
• L’osmosi è la diffusione dell’acqua attraverso
una membrana permeabile.
• Come dice il nome stesso una membrana è
permeabile quando essa non è egualmente
permeabile a tutte le particelle delle sostanze
presenti nella soluzione.
• Essa permette ad alcuni soluti di diffondere
attraverso di essa mentre ostacola la
diffusione ad altri.
Le tre soluzioni
• Soluzioni isotoniche
• Soluzioni ipertoniche
• Soluzioni ipotoniche
GRADIENTE DI CONCENTRAZIONI
DELL’ACQUA
OSMOSI NETTA
AUMENTO DEL VOLUME
Della
SOLUZIONE IPERTONICA
AUMENTO DELLA PRESSIONE
nella
SOLUZIONE IPERTONICA
I processi del trasporto attivo
• Si definisce processo di trasporto attivo un
dispositivo funzionale che permette il
movimento di molecole in condizioni
sfavorevoli dal punto di vista fisico.
• La legge della diffusione dice che la diffusione
netta di qualsiasi sostanza in soluzione deve
avvenire nella zona a maggior concentrazione
verso quella a concentrazione minore.
Fagocitosi e pinocitosi
• La fagocitosi e la pinocitosi sono meccanismi
creati per trasportare sostanze attraverso la
membrana cellulare ma essi si esplicano in un
solo senso, cioè verso l’interno della cellula.
• Fagocitosi: Metchnikoff capisce che le cellule
bianche del sangue erano capaci di inglobare i
batteri, e gli ricorda l’azione del mangiare.
• Pinocitosi: Lewis scopre che nelle cellule si
trova, oltre a particelle solide, anche liquido,
capisce che queste unità possono idratarsi.
Metabolismo cellulare
• I processi del metabolismo
cellulare sono tanto
complessi quanto
importanti. Essi
costituiscono due parti
principali chiamate
catabolismo e anabolismo.
• Ciascuna di queste, a sua
volta, si articola in
numerosissime reazioni
chimiche.
Il catabolismo
• Il catabolismo è uno dei maggiori processi del
metabolismo si articola in numerose tappe,
alcune delle quali sono diverse per differenti
tipi di sostanze alimentari.
• Esistono molti tipi di catabolismo, i principali
sono quello dei carboidrati e del glucosio.
Quest’ultimo viene distinto in due successivi
momenti: la glicolisi e il ciclo dell’acido citrico
La glicolisi
• È il processo che trasforma il glucosio in acido
piruvico con liberazione di una certa quantità
di energia contenuta nelle molecole di
glucosio. La glicolisi avviene nel citoplasma
della cellula, consiste in una serie di
trasformazioni chimiche catalizzate da enzimi
e accompagnate da cambiamenti energetici.
• La glicolisi provoca la rottura delle molecole
del glucosio in due molecole di acido piruvico.
(il glucosio)
• Il glucosio è una molecola che contiene sei
atomi di carbonio, viene scisso da una serie di
reazioni chimiche in due molecole di acido
piruvico, ciascuna delle quali contiene solo tre
atomi di carbonio.
• È il composto più diffuso in natura, sia libero
sia sotto forma di polimeri.
Il ciclo dell’acido citrico
• Il ciclo dell’acido citrico è il secondo e ultimo
processo del catabolismo del glucosio. Esso
consiste in una serie ciclica di reazioni
chimiche catalizzate da enzimi e
accompagnate da trasformazioni energetiche.
GLUCOSIO
c-c-c-c-c-c
(Glicolisi)
ACIDO PIRUVICO
c-c-c
ANIDRIDE
CARBONICA
(CO₂)
ANIDRIDE
CARBONICA
(CO₂)
ACIDO PIRUVICO
c-c-c
(Ciclo dell’acido
citrico)
ANIDRIDE
CARBONICA
(CO₂)
ANIDRIDE
CARBONICA
(CO₂)
ANIDRIDE
CARBONICA
(CO₂)
ANIDRIDE
CARBONICA
(CO₂)
Riproduzione cellulare
• Le cellule si riproducono secondo un processo
definito divisione cellulare, per moltiplicarsi si
dividono: una cellula si divide per formare due
cellule.
• Questa divisione si articola in due processi
successivi: la mitosi (divisione del nucleo) e la
citodieresi (divisione del citoplasma).
La mitosi
INTERFASE
PROFASE
METAFASE
ANAFASE
TELOFASE
• Si divide in cinque fasi:
1. La cellula si
prepara per
la divisione.
2. I cromosomi
si allungano.
3. Il DNA dei
cromosomi
si reduplica.
1. I cromosomi si 1. I cromosomi 1. Ciascun
accorciano e si
si
centromero si
ispessiscono.
dispongono
divide in due,
2. I centrioli
2. Scompaiono
provocando il
migrano ai poli
i nucleoli e
distacco dei
opposti della
la
due
cellula.
membrana
cromatidi.
nucleare.
2. I centromeri
divisi migrano
verso i poli
opposti.
1. I nuovi
cromosomi
cominciano
ad allungarsi.
2. Ricompaiono
i nucleoli e
due nuove
membrane
cellulari
3. Le fibre del
fuse
scompaiono
4. Inizia la
citocinesi
• Questo lavoro lo dedico alla professoressa
Corradi Viviana, per avermi sempre
incoraggiato e sostenuto in questa mia grande
passione per la medicina.
Giacomo Saponello 3B
