Teoria Cellulare La cellula è l’unità strutturale e funzionale della materia vivente Tutti gli organismi viventi sono costituiti da una o più cellule* Le cellule hanno origine solo dalla divisione di cellule preesistenti (divisione binaria) *batteri: 1 cellula uomo adulto >1014 cellule (centomila miliardi)

Caratteristiche fondamentali della materia vivente e loro implicazioni 1 Complessità specificamente determinata, costante nel tempo e nello spazio Necessità dell’esistenza di una grande mole di informazione specifica, contenuta in ciascun organismo. Esistenza di macromolecole informazionali (capaci di contenere grandi quantità di informazione); il DNA è il composto chimico in cui è depositata questa informazione (detta informazione genetica). L’insieme delle molecole di DNA contenenti l’informazione genetica di una cellula ne costituisce il genoma.

Caratteristiche fondamentali della materia vivente e loro implicazioni 2 Capacità di accrescere la propria massa Necessità che la materia vivente sia capace di trasformare composti inorganici in composti oraganici specifici e quindi di trasformare al proprio interno materia ed energia. Esistenza di catalizzatori estremamente specifici ed efficienti, gli enzimi, ciascuno dei quali è responsabile di una data reazione nella materia vivente. In ogni organismo si svolgono solo le reazioni per le quali esso è in grado di produrre il corrispondente enzima; una buona parte dell’informazione genetica riguarda il modo con cui sintetizzare i diversi enzimi.

Caratteristiche fondamentali della materia vivente e loro implicazioni 3 Capacità di autoriprodursi dando origine da individui con le stesse caratteristiche dei genitori Necessità di un meccanismo di replicazione e di trasmissione dell’informazione genetica specifica di ciascun oraganismo Esistenza di un meccanismo di replicazione del DNA che assicura la conservazione dell’informazione. Esistenza di meccanismi che assicurano la precisa ripartizione del materiale replicato tra le cellule-figlie (mitosi e meiosi).

Caratteristiche fondamentali della materia vivente e loro implicazioni 3 Capacità di autoriprodursi dando origine da individui con le stesse caratteristiche dei genitori Necessità che la moltiplicazione delle cellule degli organismi avvenga solo quando il materiale genetico è stato duplicato e la crescita è stata sufficiente Esistenza di meccanismi che controllano la divisione cellulare in funzione della crescita della cellula e della replicazione del materiale genetico

VIDEO: Una varietà di cellule

Esistono due principali tipi di cellule: PROCARIOTI: le cellule dei Batteri EUCARIOTI: cellule di Protozoi, Funghi, Animali e Piante

Non possiedono un vero nucleo DNA confinato nella cellula PROCARIOTI EUCARIOTI Non possiedono un vero nucleo DNA confinato nella cellula Nessuna membrana confina gli organelli all’interno del citoplasma Diametro più piccolo di 10mM (0,4-5 mM) Monocellulari Possiedono un vero nucleo DNA risiede nel nucleo Una varietà di membrane confina gli organelli Eterogeneità dimensionale da 10mM a diversi metri Monocellulari e Pluricellulari *Archeobatteri: strutturalmente più simili ai Procarioti ma con caratteristiche molecolari simili ad Eucarioti

Schizosaccharomyces pombe Il lievito Schizosaccharomyces pombe

Structure of bacterial cells

DNA Content of Representative Types of Cells

Struttura generale di una cellula eucariote

Un doppio strato fosfolipidico (in acqua) non può avere una forma libera. Tutti si dispongono a formare compartimenti chiusi

Costruiamo un trigliceride, molecola non polare e idrofobica Legame covalente

Acidi grassi saturi

Acidi grassi monoinsaturi e polinsaturi

Reazione di condensazione tra una molecola di glicerolo e una catena di acido grasso

I trigliceridi possono essere composti da una miscela di acidi grassi saturi, monoinsaturi e polinsaturi

La membrana fosfolipidica

Lipidi composti: sono componenti strutturali fondamentali delle membrane cellulari

Carboidrati monosaccaridi e polisaccaridi

Polisaccaridi

Polisaccaridi di riserva Glicogeno nel muscolo Amido nella patata

Scala dimensionale dagli atomi agli organismi

Dimensioni relative delle cellule e dei loro componenti

Il Microscopio ottico ed elettronico

Microscopio elettronico a trasmissione Microscopio ottico Microscopio elettronico a trasmissione Microscopio elettronico a scansione