Modulo di Citologia ed Istologia Esame Integrato Biologia Cellulare e dello Sviluppo Modulo di Citologia ed Istologia Carlo Rodolfo Dente I Stanza 240 http://www.uniroma2.it/didattica Citologia ed Istologia per Biotecnologie Tor Vergata

Orario Lezioni Martedì e Venerdì Esercitazioni 11.00-13.00 Inizio da definire Giovedì 14.00-18.00 Ottobre e Novembre Giovedì 15.00-17.00 2

Testi consigliati Citologia e Generale Lewin Zanichelli Generale Becker Pearson 3

Testi consigliati Istologia Junqueira Piccin Istologia Kerr Ambrosiana/Zanichelli Esercitazioni Weather Elsevier Esercitazioni Ross Ambrosiana/Zanichelli 4

Biologia Cellulare e dello Sviluppo (12 cfu) Il corso di Citologia ed Istologia (6 cfu) è un modulo all’interno dell’insegnamento di Biologia Cellulare e dello Sviluppo (12 cfu) L’esame finale assegnerà una valutazione che non potrà essere verbalizzata e che confluirà nella valutazione del corso di Biologia dello Sviluppo La verbalizzazione, e l’assegnazione dei 12 cfu, avverrà solo previo superamento di entrambi i moduli

Il superamento della prova di Citologia ed Istologia è quindi propedeutico al sostenimento dell’esame di Biologia dello Sviluppo Ci saranno appelli delle due materie in sequenza all’inizio e verso la fine di ogni sessione d’esame, in modo da permetterVi di “superare” l’esame ad ogni sessione La possibilità di sostenere entrambi gli appelli di Citologia ed Istologia, all’interno della medesima sessione, è a totale discrezione del docente

L’esame consiste in Parte pratica, riconoscimento di un preparato al microscopio ottico Parte orale, riguardante la citologia e l’istologia Esonero di CITOLOGIA Alla fine delle lezioni di Citologia si terrà un test scritto (30 domande), il cui voto farà media nell’esame finale Esame finale Votazione ≥25 al test l’orale verterà solo sull’istologia. Votazione ≤24, oppure migliorare il voto del test, comprenderà anche la citologia.

Citologia = Studio della cellula

1665 Hooke Descrive le “cellule” in lamine di sughero 1671 Malpighi Conferma osservazioni di Hooke chiamando le unità osservate “utricoli e sacculi” Scopre le Cellule adipose 1678 Leeuwenhoek Descrive le strutture fibrose in muscoli e tendini. Scopre Globuli rossi e spermatozoi 1734 Havers Descrive i Sistemi lamellari delle ossa 1768 Spallanzani Descrive i Globuli Bianchi 1769 Heller Indica nelle fibre le unità costituzionali degli organi

1781 Fontana Scopre Nucleo Cellulare e le Fibre Nervose 1801 Bichat 21 “tessuti” in base a caratteristiche fisico-chimiche e comportamento nelle malattie 1808 Oken Piante ed animali costituiti da “Vescicole” 1838 Scheiden Enuncia la Teoria Cellulare nei vegetali 1839 Schwann Enuncia la Teoria Cellulare negli animali 1850 Schultze Definizione di Cellula ˜1850 Virchow Osserva la divisione cellulare

Cellula Circa metà dell’800 concetto di cellula ormai condiviso SCHULTZE, 1850 Cellula Particella microscopica elementare della sostanza vivente Costituita da una massa mucillaginosa contrattile Ben delimitata Non miscibile con acqua Contiene un corpiciattolo detto “nucleo”

Procarioti ed Eucarioti Teoria Cellulare Tutti gli esseri viventi sono costituiti da cellule. La cellula è l’unità fondamentale di funzione e organizzazione Protozoi (organismi monocellulari) Metazoi (organismi pluricellulari) Procarioti ed Eucarioti

Teoria Cellulare Tutte le cellule, benché autonome, derivano da altre cellule Carrel, inizio ‘900, prime colture cellulari

Teoria Cellulare Tutte le cellule derivano da un progenitore comune Weismann (1880)

Eccezioni alla teoria Cellule non microscopiche Esistono cellule ben visibili ad occhio nudo, uova degli uccelli (oocita umano al limite della risoluzione) Tessuti con elementi extra-cellulari Tessuto connettivo, in gran parte costituito da elementi extra-cellulari, ma sempre sintetizzate ed assemblate dalle cellule connettivali Sincizi Fusione di cellule, estesi citoplasmi plurinucleati (muscolo) Plasmodi Moltiplicazione del nucleo senza divisione cellulare (epatociti)

Eccezioni alla teoria Virus Autonomia delle cellule non assoluta Parassiti obbligati, al confine tra vivente e non-vivente Non rientrano nella teoria Autonomia delle cellule non assoluta Inibizione da contatto Una volta riempito lo spazio a loro disposizione le cellule smettono di replicarsi e differenziano oppure muoiono Interazione cellula-cellula Scambio di informazioni tra le varie cellule, per cui non completamente indipendenti

Evoluzione cellulare Tutte le cellule derivano da un progenitore comune Gli eucarioti si sono evoluti dai procarioti circa 1,5 miliardi di anni fa TEORIA DELL’INVAGINAZIONE TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE

Cellula Procariotica Ribosomi DNA Citoplasma Membrana Cellulare Parete Cellulare

Cellula Eucariotica Membrana Nucleare Membrana Cellulare Mitocondri DNA Nucleo Citoplasma

TEORIA DELL’INVAGINAZIONE L’invaginazione della membrana plasmatica dei procarioti ha dato origine agli organelli intra-cellulari ed al sistema di endo-membrane

Citoplasma Sistema di endomembrane Cromatina Membrana plasmatica Copertura Primitiva

TEORIA DELL’ENDOSIMBIONTE Endosimbiosi Due organismi che vivono in stretta collaborazione, uno all’interno dell’altro, traendone reciproco vantaggio Movimento di piccoli procarioti fotosintetici (cloroplasti) o autotrofi (mitocondri) all’interno di cellule procariotiche più grandi

Procariota autotrofo aerobico Cellula ospite DNA Cianobatterio Mitocondrio Cloroplasto Nucleo Procariota autotrofo aerobico

Comprende gli organelli cellulari CITOPLASMA Citoplasma è tutta la regione compresa tra l’Involucro Nucleare e la Membrana Plasmatica Comprende gli organelli cellulari

comprende gli organelli cellulari CITOSOL Citosol è la sostanza semifluida che si trova nel citoplasma Proteine, enzimi, sali minerali e le sostanze solubili NON comprende gli organelli cellulari

Reticolo Endoplasmatico Lisosoma Mitocondrio Perossisoma Golgi Reticolo Endoplasmatico Nucleo Citoplasma Citosol

NUCLEO Organello cellulare più grande Involucro Nucleare Sistema di membrane a doppio strato Racchiude il DNA

NUCLEOLO Regione del nucleo, solitamente di forma sferica Nelle cellule non in divisione Organizzatori nucleolari e ribosomi Anche più di uno per nucleo

RIBOSOMI Organelli nucleari e citoplasmatici Composti da: Proteine 60% RNA ribosomiale 40% Sito della sintesi delle proteine Poliribosomi o polisomi

Sistema di Endomembrane Le membrane degli organelli cellulari sono in relazione le une con le altre 1. Involucro nucleare 2. Reticolo endoplasmatico 3. Vescicole di trasporto 4. Apparato del Golgi 5. Lisosomi 6. Vacuoli 7. Membrana plasmatica

MITOCONDRI Organelli con una doppia membrana ed un proprio DNA Sia in cellule animali che in cellule vegetali Organelli deputati alla respirazione cellulare Processo catabolico, esoergonico aerobico Energia estratta da macro-molecole organiche, Glucosio, per produrre ATP

CLOROPLASTI Organelli con una doppia membrana ed un proprio DNA Solo in cellule vegetali Organelli deputati alla fotosintesi Processo anabolico, endoergonico, anaerobico Energia luminosa ed acqua convertite in macro-molecole organiche, Glucosio

CELLULA ANIMALE

CELLULA VEGETALE

CITOSCHELETRO Rete di fibre che si spande in tutto il citoplasma Supporto cellulare e movimento 3 componenti principali: Microfilamenti Proteine globulari (actina) supporto e contrazione cellulare Filamenti intermedi Proteine fibrose, supporto Microtubuli proteine globulari (tubulina), supporto e motilità

Proprietà delle cellule Capacità di differenziarsi Formazione di un organismo multi-cellulare con organi a funzionalità specifica Capacità di ricambio Metabolismo, capacità di rinnovare i loro costituenti, sia proteine che organelli intracellulari Fenomeni anabolici, costruzione della materia vivente, prevalgono nel periodo di crescita. Fino ai 20 anni Fenomeni catabolici, distruzione della materia vivente, prevalgono nel periodo della vecchiaia. Dopo i 50 anni. Tra i 20 e i 50 anni i due fenomeni si equivalgono

Proprietà delle cellule Capacità di movimento Le cellule non sono strutture immobili, possono muoversi anche se formano un tessuto. Spermatozoi sono tra le più mobili Capacità di essere eccitate (TROPISMO) Le cellule sono eccitabili perché in grado di rispondere a stimoli provenienti dall’esterno Tropismo positivo, la cellula è risponde positivamente e si può muovere verso la fonte dello stimolo Tropismo negativo, la cellula risponde negativamente e può allontanarsi dalla fonte dello stimolo

Proprietà delle cellule Capacità di accrescimento Le cellule si accrescono fino a circa il doppio del volume e poi si dividono. Se ciò non avviene si hanno fenomeni di Ipertrofia, che può ripercuotersi sull’organo interessato in maniera positiva o negativa Capacità di riprodursi Le riproduzione delle cellule, fondamentale per la formazione di un organismo multi-cellulare, è controllata molto finemente. Quando il controllo fallisce Iperplasia, ingrossamento dell’organo per maggior numero di cellule

Proprietà delle cellule Durata della vita Le cellule non sono immortali (almeno non tutte), ma hanno un tempo di vita limitato I tessuti del nostro corpo si rinnovano di continuo, durante tutto il periodo della vita TESSUTO NERVOSO E MUSCOLARE Non presentano fenomeni di morte cellulare, il numero di cellule definito durante lo sviluppo rimane costante nel corso della vita dell’individuo La morte cellulare avviene per NECROSI, APOPTOSI o AUTOFAGIA