Introduzione alla biologia della cellula Lezione 4 La cellula procariote

Differenze tra cellula procariote e cellula eucariote E’ provvista di PARETE Non ci sono organuli Esistono RIBOSOMI dispersi E’ tipica di due gruppi di microorganismi: Batteri e Archaea CELLULA EUCARIOTE La parete non è una struttura fondamentale (è presente in piante terrestri, alghe e funghi) Nucleo Mitocondri Tubuli Ribosomi ADDENSATI su un sistema di membrane (RER)

Strutture della cellula procariote I batteri si trovano ovunque nell’ambiente Devono interagire con piante, animali e con le componenti biotiche e abiotiche del suolo Sopravvivono anche in ambienti estremi

Archebatteri termoacidofili: prediligono condizioni di elevata temperatura (70-75°C; non sopravvivono sotto i 55°C) e pH acido, compreso tra 2 e 3. Il Solfolobus vive in prossimità di sorgenti sulfuree calde; è in grado di mantenere un pH interno vicino a 7.

Capsula E’ il primo rivestimento esterno E’costituita da aminoacidi o zuccheri (in forma di polimeri) Non è presente in tutte le cellule procariote Favorisce l’adesione della cellula ad altre superfici (biotiche o abiotiche) E’ un fattore importante per la virulenza dei batteri patogeni (elude le difese dell’ospite)

Parete Presente in tutti i batteri (eccetto Micoplasmi) Determina la morfologia della cellula Protegge dalla LISI OSMOTICA

La concentrazione dei soluti è in genere inferiore nell’ambiente esterno rispetto all’ambiente interno alla cellula (CITOPLASMA); normalmente i batteri vivono quindi in un ambiente IPOTONICO. L’acqua tenderebbe quindi a ENTRARE nella cellula provocando la LISI OSMOTICA.

In base alla composizione della parete si distinguono: BATTERI GRAM + La parete è molto spessa Sotto la parete è visibile un altro straterello (la membrana plasmatica) BATTERI GRAM – Il rivestimento esterno è più sottile E’ presente una zona chiara detta SPAZIO PERIPLASMICO Al di sotto troviamo la membrana cellulare

Composizione della parete Peptidoglicano più acidi teicoici (Gram +) Peptidoglicano più membrana esterna, costituita da lipopolisaccaridi, fosfolipidi e proteine (Gram -) Lo strato di peptidoglicano è una sottile lamina costituita da due derivati polisaccaridici

Membrana citoplasmatica Funzione universale di tutte le membrane: regolare l’accesso dei nutrienti Alcune molecole passano attraverso la membrana con sistemi comuni alle cellule eucariote Certe funzioni (respiratorie, fotosintetiche) nelle cellule batteriche avvengono solo a livello di membrana (nelle cellule eucariote sono svolte da organelli)

Unica differenza chimica: PROCARIOTI Non sono in grado di sintetizzare gli steroli EUCARIOTI Nella membrana sono presenti gli steroli

Membrana citoplasmatica Permeabile in modo selettivo (fa passare liberamente acqua e gas) E’ adibita al trasporto di nutrienti e all’eliminazione di sostanze di rifiuto E’ sito di processi metabolici E’ il sito dove vengono captate molecole utili (chemiotassi dovuta a proteine-sensore presenti sulla membrana)

Citoplasma E’ un GEL GRANULARE contenente acqua (75%) e soluti (25%) In questa soluzione sono immersi i ribosomi, il DNA e i plasmidi In alcuni batteri si possono trovare anche sostanze di riserva, accumulate in forma insolubile e vescicole gassose (galleggiamento)

Ribosomi Costituiti da RNA (60%) e proteine (40%)

Struttura della metà superiore di un ribosoma; in viola sono evidenziate le proteine. Le porzioni chiave di RNA in rosso interagiscono con la metà complementare.

DNA Un cromosoma singolo Non delimitato da membrana

Plasmidi Sono strutture costituite da DNA Aumentano il contenuto di informazioni genetiche nella cellula Possono essere trasferiti da una cellula a un’altra tramite un processo UNIDIREZIONALE detto coniugazione

Flagelli Li possiedono anche alcune cellule eucariote Possono essere diversamente distribuiti a seconda della specie Sono ancorati all’interno della parete (corpo basale o motore) Sono costituiti da proteine che si formano nel citoplasma

Funzione dei flagelli Servono per il movimento orientato Chemiotassi (verso un nutriente) Aerotassi (verso un concentrazione favorevole di ossigeno) Fototassi (verso la luce)

Fimbrie e pili Sono filamenti più sottili dei flagelli che favoriscono la coniugazione o l’attecchimento alle superfici L’adesività favorisce la colonizzazione di molte superfici (è favorita da diverse strutture: pili, capsula, parete)