Cap. 12 La cellula

Le cellule Con l’invenzione del microscopio l’uomo ha potuto esplorare il mondo degli oggetti molto piccoli Questo ha permesso di sviluppare la Teoria Cellulare: tutti gli esseri viventi sono formati da cellule La cellula è l’unità fondamentale degli esseri viventi In generale essa è formata da: Una membrana esterna Un citoplasma Un nucleo I più piccoli esseri viventi sono gli organismi unicellulari formati cioè da un unica cellula

Molti organismi sono composti da più cellule, sono gli organismi pluricellulari (poche migliaia a migliaia di miliardi)‏

Le sostanze organiche e inorganiche Gli esseri viventi hanno moltissime sostanze che li mantengono in vita Troviamo sostanze inorganiche [acqua, anidride carbonica e Sali minerali] Sostanze organiche che sono essenzialmente costituite da composti del carbonio Un esempio di composto del carbonio è dato dalle proteine

La struttura della cellula Le cellule si dividono in procariote ed eucariote procariote significa cellula priva di un nucleo ben organizzato eucariote significa cellula con nucleo ben organizzato La cellula procariote risulta costituita da una membrana cellulare, citoplasma, ribosomi e un anello di DNA estremamente semplice Fossili di procarioti

La cellula eucariota La cellula eucariote risulta suddivisa in membrana cellulare; citoplasma ricco di organuli e nucleo La membrana cellulare è il rivestimento che avvolge la cellula Il citoplasma si trova fra membrana e nucleo e ha consistenza gelatinosa Il nucleo contiene il DNA che possiede tutte le informazioni necessarie a far funzionare la cellula

La membrana cellulare La membrana cellulare circonda la cellula e la isola dell'ambiente esterno Regola gli scambi fra la cellula e l'ambiente esterno che possono avvenire per: Diffusione Proteine di trasporto Fagocitosi E formata da un doppio strato fosfolipidico e da proteine di membrana

Gli organuli Ribosomi: costruiscono proteine a partire dalle informazioni che arrivano dal nucleo sotto forma di lunghe molecole di RNA Reticolo endoplasmatico:serie di canali e vescicole attraverso i quali le sostanza vengono spostate all'interno cella cellula Vacuoli: vescichette in cui troviamo acqua, sostanze di rifiuto destinate ad essere espulse dalla cellula

Centrioli: organuli a forma cilindrica che intervengono nella riproduzione della cellula Mitocondri: organuli a forma di fagiolo al cui interno avvengono le reazioni di respirazione cellulare Lisosomi: vescicole destinate alla distruzione di corpi estranei entrati nella cellula e alla distruzione di organuli deteriorati e di cellule morte Apparato del Golgi: pile di sacculi destinati ad immagazzinare sostanze che la cellula riversa all'esterno

La respirazione cellulare Ogni cellula ha il proprio metabolismo Fondamentale per l’energia cellulare risulta essere la respirazione cellulare che consiste nel “bruciare” gli zuccheri utilizzando ossigeno per ricavarne energia [ATP] Questa energia viene utilizzata per tutti gli altri processi cellulari La CO2 [anidride carbonica] forma lo scarto della reazione e lascia la cellula come sostanza di rifiuto insieme a H2O

Nucleo Nel nucleo troviamo: Membrana nucleare con pori nucleari necessari a far passare molecole grandi Nucleoli di forma sferoidale Cromatina materiale filamentoso scuro impacchettato intorno a proteine come un filo di perle che contiene DNA Al momento della riproduzione cellulare cellulare il Dna si addensa a formare cromosomi

I cromosomi Quando la cromatina si avvolge da origine a strutture caratteristiche dette cromosomi Sono costituiti da una lunga sequenza di nucleotidi [L'Adenina, la Timina, la Guanina e la Citosina ] Formano il codice che contiene l’informazione genetica C’è una perfetta corrispondenza i nucleotidi [A-T; C-G] e questo sta alla base del codice genetico

La mitosi La  mitosi è un processo di divisione in cui il numero dei cromosomi della cellula madre si mantiene nelle cellule figlie La mitosi si articola in quattro fasi: Profase Metafase Anafase Telofase, a cui segue un periodo di riposo detto interfase.

Interfase G1 e S Interfase è un periodo durante il quale la cellula cresce e il DNA si duplica Comprende tre periodi: G1, S e G2 G1 è un periodo di crescita attiva del citoplasma, compresa la produzione di organuli Durante il periodo S (sintesi) si duplica il DNA

Interfase G2 e mitosi In G2 si sintetizza il materiale citoplasmatico necessario per la divisione cellulare, come ad esempio le molecole di tubulina, la proteina che forma i microtubuli necessari per la formazione del fuso mitoico La mitosi fu scoperta da Hoffmeister nel 1848 nelle cellule di embrione vegetale È un meccanismo di separazione dei cromosomi che si sono duplicati durante la fase S

Profase (pro: prima, primero, antes) I cromosomi si rendono visibili come filamenti larghi e spessi Ciascuno è formato da una coppia di cromatidi che rimane unita solo al livello del centrometro In questa tappa i cromosomi passano dalla forma allungata di normale lavoro ad una forma compatta di trasporto Anche il nucleolo scompare e si disperde nel citoplasma sotto forma di ribosomi

Metafase (meta: fra, entre) Appare il fuso mitoico formato da fasci di microtubuli I cromosomi si uniscono ad alcuni microtubuli I cromosomi sono spostati dai microtubuli fino a che tutti i cromosomi si allineano al piano equatoriale Alla fine della metafase si produce la separazione del DNA dal centrometro e di conseguenza la separazione dei cromosomi

Anafase (ana: ascendente)‏ Si separano i centrometri Ciascun cromosoma migra al polo della cellula Il fuso mitoico è la struttura che sposta i cromosomi ai poli della cellula dove si riformano i due nuclei Il movimento si realizza grazie al processo di che accorcia i microtubuli

Telofase: Telos (fine; fin)‏ Comincia quando i cromosomi arrivano ai poli della cellula I cromosomi despiralizzano, perdono di consistenza e si riforma la membrana nucleare a partire dal reticolo rugoso Si riforma il nucleolo

Citocinesi La citocinesi è la divisione del citoplasma che avviene dopo che i due nuclei si sono separati durante la mitosi Nelle piante superiori, nella telofase avanzata, appare all’equatore della cellula una struttura chiamata fragmoplaso

Meiosi La meiosi è un processo di divisione cellulare, nel quale una cellula diploide (2n), subirà due divisioni successive dando origine a 4 cellule aploidi (n)‏ dette gameti Questo processo si realizza in due divisioni nucleari chiamate prima e seconda divisione mitoica o semplicemente meiosi I e Meiosi II Le cellule che si originano parteciperanno alla riproduzione sessuata e unendosi daranno nuovamente origine ad una cellula diploide

Animali e Piante Molti organuli cellulari sono comuni a cellule vegetali e animali ma vi sono differenze La cellula vegetale ha una parete cellulare Il vacuolo vegetale è enorme Nella cellula vegetale sono presenti i cloroplasti Questa differenza riflette una differenza di metabolismo fra animali e vegetali

La fotosintesi La fotosintesi è uno dei processi metabolici di cui si avvale la cellula per ottenere energia È un processo mediante il quale gli esseri viventi possessori di clorofilla o di altri pigmenti, catturano l’energia luminosa del sole e la trasformano in energia chimica trasformando acqua e CO2 in composti organici [glucosio] liberando ossigeno CO2 + H2O + Luce  Glucosio + O2 CO2 Anidride carbonica H2O Acqua C6H12O6 glucosio

Autotrofi Grazie alla clorofilla i vegetali possono fabbricare cibo Essi assorbono dall’ambiente acqua e anidride carbonica e grazie all’energia luminosa possono produrre materia organica con un processo chiamato fotosintesi clorofilliana Queste sostanze vengono demolite nella respirazione

Eterotrofi Gli animali si nutrono mangiando altri organismi, prendendo energia prodotta, in ultima analisi, durante la fotosintesi Le piante sono autotrofe, producono da se il propri alimenti [trophé = nutrimento] Gli animali sono eterotrofi, si nutrono di altri organismi