Struttura e funzioni della cellula
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Riferimenti
• Books and others
• Biological Physics (updated 1st ed.), Philip Nelson, Chap. 2
• Physical Biology of the Cell, Phillips et al., Chap. 2
• Movies
• Exercise
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Dimensioni mondo (sub)cellulare
Cellula unità fondamentale degli organismi viventi evoluti
(~1020 in ognuno di noi)
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Evoluzione cellulare
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Struttura di batterio (procariote)
Più piccole e semplici delle cellule eucariote (1-100 micron)
• Capsula: rivestimento esterno
• Parete cellulare: rivestimento intermedio
(più rigido della capsula)
• Membrana cellulare: strato interno sottile
e fluido
• Citoplasma: contiene gli organi interni
• Nucleoide: singolo filamento di DNA
• Pili: permettono adesione agli oggetti
esterni
• Flagelli: permettono il movimento (nuoto)
• Ribosomi: assemblaggio proteine
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“Stile di vita” procariote
• unicellulari: solitari
• colonie: formano biofilm
• filamentosi: catene di cellule
Nutrizione
• Fotosintesi
• Patogeni: si nutrono di altri organismi viventi
• Decompositori: si nutrono di materia morta
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Struttura di una cellula eucariote
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Struttura di una cellula eucariote
• Organelli
• Cromosomi
• Multicellulari
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Struttura di una cellula eucariote
Membrana cellulare
“pelle” delicata e flessibile
contenente fosfolipidi e
proteine
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Struttura di una cellula eucariote
Nucleo
Comparto delimitato da
membrana che contiene il
materiale genetico (DNA)
ed è provvisto di pori
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Struttura di una cellula eucariote
Nucleolo
• Situato nel nucleo
• Sito sintesi RNA ribosomiale
(rRNA)
• Composto da DNA, rRNA e
proteine
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Struttura di una cellula eucariote
Mitocondri
• Sorgenti di energia cellulari
• Numero proporzionale al
fabbisogno energetico
cellulare
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Struttura di una cellula eucariote
Reticolo endoplasmatico
• Liscio: sede sintesi lipidi e
carboidrati
• Ruvido o rugoso: una delle sedi
sintesi proteica, contiene ribosomi
ancorati alla sua membrana
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Struttura di una cellula eucariote
Ribosomi
• Assemblano proteine a partire
da amminoacidi
• Si trovano sia nel reticolo
endoplasmatico sia nel
citoplasma
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Struttura di una cellula eucariote
Apparato del Golgi
• Processa i prodotti che arrivano
dal reticolo endoplasmatico
all’interno di cisterne
• lndirizza i prodotti ai vari
apparati cellulari
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Struttura di una cellula eucariote
Lisozimi
• Cisterne contenenti enzimi digestivi
• Digerisce nutrienti assorbiti dalla
cellula
• Digerisce componenti cellulari
malfunzionanti o esauste
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Struttura di una cellula eucariote
Centrioli
• Coppie di tubi annodati fra loro
• Organizzano e assistono la
divisione cellulare
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Struttura di una cellula eucariote
Citoscheletro
• Fatti da microtubuli
• Fitta rete attraversa il citoplasma
• Mantiene la forma cellulare e
sostiene gli organelli
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Cellula eucariote vegetale
Parete cellulare
• Molto resistente
(cellulosa)
• Incollata alle pareti
cellulari delle cellule
adiacenti
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Cellula eucariote vegetale
Vacuoli
• Grandi cisterne contenenti
acqua
• Contribuisce a mantenere
pressione cellulare
• Siti stoccaggio amidi
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Cellula eucariote vegetale
Cloroplasti
• Contengono clorofilla
• Convertono energia solare
in energia chimica tramite
fotosintesi
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Anatomia cellulare
Componente
Funzione
Procarioti
Eucarioti
Capsula
Protezione contro agenti esterni
(associata a patogenicità)
Si
No
Parete cellulare
Preservare composizione,
forma, e struttura interna
Si
Si nelle cellule vegetali e nei
funghi, non in cellule animali
Membrana cellulare
Controllo flusso sostanze
Si
Si
Organelli
Funzioni varie
No
Si
Nucleo (organello)
Mitocondri/
Cloroplasti
Ribosomi
Contiene materiale genetico
Produzione e stoccaggio
molecole energetiche
Assemblaggio proteine
No
Si
Si
Si, clorosplasti solo in cellule
vegetali
Si
No
Si
Si
No
Cromosomi
Stoccaggio DNA (replicazione)
Nucllide
Stoccaggio DNA
(singolo filamento)
No
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Anatomia cellulare
• Cellule eucariote in generale più grandi e diversificate per geometria e
grandezza.
• Architettura cellulare qualitativamente conservata nei diversi tipi di
cellule.
• Insieme di funzioni basilari comuni a tutti i tipi di cellule.
• Differenti tipi cellulari negli organismi più complessi (multicellulari):
– Funzioni specialistiche in aggiunta alle funzioni basilari
– Cellule organizzate per lavorare in maniera cooperativa nei tessuti
– Tessuti danno vita a organi
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Alcune cellule nel corpo umano…
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Fisiologia cellulare
Fisiologia: insieme di aspetti fisici delle funzioni e strutture
cellulari.
– Trasduzione di energia chimica o radiazione in energia meccanica o in
sintesi (metabolismo).
– Creazione e alterazione propria struttura interna e mattoni
fondamentali (proteine, lipidi, ecc.).
– Replicazione (mitosi, meiosi).
– Mantenimento composizione interna e concentrazioni ioniche (diffusione
passiva, attiva, ecc.).
– Motilità.
– Percezione (sensing): controllo, nutrizione, difesa, attacco, riconoscimento
molecole di segnale, controllo allosterico, apoptosi, ecc.
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