Struttura e funzioni della cellula La cellula procariote La cellula eucariote Ci sono due tipi fondamentali di cellule - La cellula procariote è comparsa prima dal punto di vista evolutivo - Essa è in media mille volte più piccola della c. eucariote - Ha una struttura più semplice e il DNA è libero nel citoplasma Il suo DNA contiene un numero di istruzioni nettamente inferiore E’ tipica dei batteri - La cellula eucariote è più grande e più complessa - Essa è organizzata in compartimenti e possiede organelli specializzati - Il DNA è contenuto in una struttura specializzata chiamata nucleo - Caratterizza protisti (unicellulari), piante, funghi e animali (in gran parte pluricellulari)

Dimensioni relative dagli atomi agli organismi superiori La scala è logaritmica. Ad ogni tacca la dimensione cresce di 10 volte Cellula eucariote Cellula procariote

La cellula procariote Nella cellula procariote il citoplasma è racchiuso dalla membrana citoplasmatica Il citoplasma è costituito da due componenti, citosol e paricelle in sospensione Particelle in sospensione: in tutte le cellule ne esiste almeno un tipo, i Ribosomi I Ribosomi sono composti di RNA e proteine e sono importanti nella sintesi delle proteine Alcune cellule procariote sono provviste di parete cellulare posta esternamente alla membrana citoplasmatica Alcune cellule procariote sono provviste di flagelli per la locomozione

Tipica struttura di un batterio

I procarioti si sono specializzati a vivere in modo molto differente. Alcuni possono compiere la fotosintesi come fanno le piante e produrre quindi i composti organici come il glucosio a partire da elementi inorganici utilizzando la luce del sole. Altri si cibano di cellule più piccoli o di resti organici, come quelli che si trovano nel terreno e decompongono i resti degli organismi morti. Molti batteri vivono in ambienti estremi come le pozze sulfuree a temperatura di 70° o il ghiaccio perenne Una grande quantità di batteri è diventata parassita di cellule eucariote (che sono più grandi) dove possono svolgere il loro intero ciclo riproduttivo

La cellula eucariote

Principali componenti della cellula eucariote Membrana plasmatica (contiene il citoplasma) Reticolo endoplasmatico liscio rugoso Apparato del Golgi Lisosomi - vacuoli - vescicole Nucleo Cromosomi nucleolo Mitocondri Perossisomi Citoscheletro IIa Parte Sistema delle membrane interne IIa Parte Microtubuli Microfilamenti Filamenti intermedi psicobiol Nella cellula vegetale si puo trovare un altro tipo di organuli cellulari, i plastidi, che contengono clorofilla e sono deputati alla sintesi clorofilliana In azzurro sono marcate le strutture di maggior interesse per lo studio della fisiologia del neurone

La compartimentazione interna dovuta al sistema delle membrane e alla presenza di organuli permette: L’aumento della superfice (ad esempio per ospitare gli enzimi) La formazione di microambienti (con funzione di deposito, per le reazioni enzimatiche, ecc) La suddivisione delle funzioni all’interno della cellula (respirazione, digestione, ecc)

La membrana plasmatica Nella cellula eucariote (come in quella procariote) il citoplasma è racchiuso dalla membrana plasmatica. La struttura della membrana plasmatica (in entrambe le cellule) è quella tipica a doppio strato di fosfolipidi con le code idrofobiche rivolte le une contro le altre e le teste polari rivolte verso l’esterno della cellula e verso il citoplasma Teste polari Code idrofobiche Interno Esterno Proteine di membrana Associate al doppio strato lipidico si trovano le proteine di membrana Il tipo di proteina associato alla membrana differisce da cellula a cellula e anche tra porzioni diverse della stessa cellula Esse conferiscono la specificità di funzione alle diverse membrane della cellula

La stessa struttura a doppio strato lipidico con proteine associate si ritrova in tutte le strutture interne quali il reticolo endoplasmatico (liscio e rugoso), l’ apparato del Golgi, i lisosomi e i vacuoli Anche il nucleo e i mitocondri sono racchiusi da un involucro che sostanzialmente ha la struttura base di tutte le membrane. Tuttavia in entrambi i casi ci sono significative differenze

Il nucleo Il nucleo è normalmente l’organulo più voluminoso della cellula Il nucleo è una porzione del citoplasma delimitato da un sistema doppio di membrane che prende il nome di involucro nucleare L’ involucro nucleare è costellato di strutture chiamate Pori Nucleari, di dimensioni relative grandi che mettono in comunicazione il comparto nucleare con quello citoplasmatico I Pori Nucleari, servono al passaggio di grandi molecole come gli RNA messaggero dal nucleo al citoplasma

Il nucleolo è implicato nella sintesi di uno speciale RNA che serve da costituente dei ribosomi (RNA ribosomiale) VEDI OLTRE Dentro il nucleo troviamo la cromatina, un complesso di DNA e proteine. Quando il nucleo sta per dividersi la cromatina si condensa in grandi strutture visibili al microscopio ottico, i Cromosomi

Ogni cromosoma contiene una lunga molecola di DNA (assieme a specifiche proteine) la quale contiene le informazioni che sono necessarie al funzionamento della cellula (e che verranno trasmesse alle cellule figlie) In ogni specie i cromosomi si presentano con un numero e una struttura caratteristici. Ad esempio il corredo cromosomico umano è di 46 cromosomi (23 coppie di cromosomi omologhi. Lo scimpanzé ne ha 48, il topo 40, il cane 78, il gatto 38. Il pesce rosso ne ha 80 e la zanzara 6 Tutte le cellule di un dato organismo hanno lo stesso numero di cromosomi (ad eccezione dei gameti che ne hanno esattamente la metà) Cromosomi umani durante la mitosi