LA CELLULA Tirocinante: Marilisa Lamuraglia Prof. Raffaele Popolizio FOTO cuore è costituito da cellule organizzate in un tessuto muscolare particolare detto tessuto striato cardiaco, diverso sia da quello della muscolatura liscia involontaria che da quello della muscolatura striata. Un esame microscopico del tessuto vegetale rivela la presenza di piccoli organelli verdi di forma lenticolare detti cloroplasti, qui visibili nelle cellule dell'apparato radicale di una cipolla, addossati alle pareti cellulari. In essi ha luogo la fotosintesi, il processo mediante il quale da acqua, anidride carbonica e luce solare vengono sintetizzati glucosio e ossigeno. La cartilagine elastica è una varietà di tessuto cartilagineo particolarmente resistente e flessibile, che nei mammiferi è localizzata nell'epiglottide, nelle corde vocali e nelle orecchie, delle quali costituisce i padiglioni auricolari e le trombe di Eustachio. Nella foto, una sezione istologica di cartilagine elastica, osservata al microscopio ottico e ingrandita 50 volte. La colorazione utilizzata evidenzia la sostanza intercellulare e la forma tondeggiante delle cellule, il cui interno non è visibile. DIMENSIONI BATTERI-200-300 nm eucariote 10-100micron procariote 1-10 microm uomo ha dieci miliardi di cellula escludendo il sangue POTERE RISOLUTIO occhio 0,2mm cioè 200 microm Cellule diametro 20-50 microm----M.O potere risolutivo 0,2microm organuli al M.E potere risolutivo0,2 nm EUCARIOTI ANIMALI d=4-30 microm VEGETALE d=20-50 microm UOVO SRUZZO d= 7,5 centimetri ERITROCITA d= 7,4 microm uovo donna d= 200 microm CELLULI GRANULI CERVELLETTO d=4-7 microm ed è la più piccola nell’uomo LEGGE DI DRIESH: CELLULE OMOLOGHE DI INDIVIDUI APPARTENENTI ALLA STESSA SPECIEO AFFINI HANNO GRANDEZZE GROSSO MODO UGUALI, LEGGE NON VALIDA X CELL. LABILI, CELLULE PERENNI VARIA CON LA MOLE DELL’INDIVIDUO infatti cell nervose possono innervare aree più o meno estese e questo implica una grandezza variabile. Tirocinante: Marilisa Lamuraglia Prof. Raffaele Popolizio

Tutti i viventi sono costituiti da una o più cellule: La cellula è la più piccola unità di un organismo in grado di funzionare in modo autonomo. Tutti i viventi sono costituiti da una o più cellule: organismi unicellulari organismi pluricellulari Il lievito del pane è un fungo ascomiceta, un organismo unicellulare sfruttato nei processi di panificazione per la sua capacità di indurre la fermentazione dei carboidrati. La lievitazione, i cui vantaggi nella preparazione del pane furono scoperti e sfruttati per la prima volta dagli antichi egizi, produce l'aumento di volume della massa di pasta grazie al rilascio di anidride carbonica al suo interno. Funghi UNI O PLURICELLULARI NO PLASTIDI PARETI non sempre hanno cellulosa AUSTORIO è l’appendice dei loro filamenti x assorbire nutrienti.

LA TEORIA CELLULARE Le cellule furono osservate per la prima volta nel 1665 da Robert Hooke, che studiò con un microscopio rudimentale sottili fettine di sughero e vide che esse erano formate da elementi di forma regolare. Egli chiamò cellule questi elementi (dal latino cellula, "piccola stanza"), perché esse avevano l'aspetto di piccole scatole. Ciò che egli vide erano in realtà pareti di cellule vegetali morte Nel 1673 Anton van Leeuwenhoek effettuò invece osservazioni su globuli rossi, su piccoli organismi presi da acque stagnanti e su spermatozoi (che egli considerava piccoli animali, "animalunculi"). Nel 1830 Theodor Schwann compì studi al microscopio sulla cartilagine di animali e vide che questa era formata da cellule simili a quelle delle piante, e ipotizzò che le cellule sono gli elementi costitutivi fondamentali di piante e animali, analoghe conclusioni trasse nel 1839 Matthias Schleiden. Le cellule del sughero si formano a partire da un tessuto detto cambio subero-fellodermico (o fellogeno), attivo durante il processo di crescita secondaria del fusto e della radice delle piante legnose. In queste piante, il sughero sostituisce l’epidermide, rivestimento tipico delle piante erbacee e di quelle legnose durante l’età giovanile (quando cioè possiedono ancora una struttura primaria). Le cellule del cambio subero-fellodermico si dividono e si differenziano sia verso l’interno della pianta, sia verso l’esterno; verso l’interno si produce il cosiddetto felloderma, mentre verso l’esterno si forma il sughero (detto anche fellema). L’insieme del felloderma, del cambio subero-fellodermico e del sughero prende il nome di periderma. Le cellule del sughero, di forma appiattita, durante il processo di differenziamento che le porta a raggiungere lo stadio adulto subiscono il processo di suberificazione, che consiste nella deposizione a livello della parete di una sostanza cerosa complessa, la suberina. Le pareti cellulari diventano progressivamente più spesse e impermeabili all’acqua e ai gas; per questo motivo, giunte a maturità, muoiono. Cellule di sughero (o più precisamente, le loro pareti) furono osservate con un rudimentale microscopio dallo scienziato inglese Robert Hooke che, nel 1665, le descrisse utilizzando per la prima volta il termine cellula. Microsoft ® Encarta ® Enciclopedia Premium. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Tutti i diritti riservati. Archeobatterio in fase di scissione Gli archeobatteri costituiscono un gruppo di batteri adattati a vivere in condizioni ambientali estreme. Methanospirillum hungatii è un archeobatterio metanogeno Gram-negativo, presente in ambienti privi di ossigeno di paludi e stagni; esso trasforma l'anidride carbonica in metano. Nella foto, il microrganismo è osservato mediante microscopio elettronico a trasmissione, e appare in fase di scissione, ovvero mentre si sta dividendo per dare luogo a due cellule figlie. Nel 1860 Rudolf Virchow affermò che le cellule devono essere le "unità vitali" di tutti gli organismi, e che ogni cellula deriva da un'altra cellula.

LA TEORIA CELLULARE L'insieme degli studi al microscopio e le osservazioni di numerosi ricercatori permisero di arrivare alla moderna definizione della cosiddetta teoria cellulare, secondo la quale: 1) tutti i viventi sono formati da una o più cellule; 2) le cellule costituiscono le unità fondamentali di ciascun organismo; 3) tutte le cellule derivano da altre cellule.

PROCARIOTE ED EUCARIOTE Le cellule, in base alla loro organizzazione interna, possono essere distinte in due grandi categorie: cellule procariote e cellule eucariote. Il termine procariote deriva dal greco e significa "prima del nucleo"; il termine eucariote significa "vero nucleo". batteri sono organismi unicellulari procarioti, ossia privi di membrana nucleare e di alcuni altri organelli tipici delle cellule più evolute. A seconda della forma si classificano in cocchi (sferici), bacilli (allungati), spirilli (nella foto, a spirale) e vibrioni (a virgola). Diversi tipi di batteri flagellati, tra cui la Salmonella che qui vediamo, sono responsabili di patologie sia negli animali che nell'uomo. La Salmonella si moltiplica rapidamente all'interno dell'intestino dell'ospite causando gravi infiammazioni. Particolarmente colpiti da questo tipo di batterio sono polli e galline, che possono trasmetterlo all'uomo attraverso la carne e le uova contaminate.seconda foto con lunghi filamenti Terza foto Un'ameba, organismo unicellulare eucariote privo di qualunque guscio o struttura rigida, si appresta a fagocitare un piccolo paramecio, eucariote ciliato, accerchiandolo con protrusioni temporanee del citoplasma dette pseudopodi. Inglobandolo completamente, l'ameba genera una sorta di cavità digestiva, detta vacuolo, all'interno del quale vengono riversati gli enzimi necessari alla digestione del paramecio. Poi le sostanze nutritive passano nel citoplasma, a disposizione di tutta la cellula. .

CELLULA PROCARIOTICA Nucleoide Nucleo CELLULA EUCARIOTICA Organuli Colorizzata TEM 15 000 

Le dimensioni cellulari sono limitate dalla necessità di avere un’area superficiale abbastanza estesa da permettere scambi efficaci con l’ambiente esterno, come l’assunzione delle sostanze nutritive e l’eliminazione delle sostanze di rifiuto. Le dimensioni microscopiche della maggior parte delle cellule assicurano quest’area superficiale. Una cellula piccola ha un rapporto superficie/volume maggiore di una cellula grande della stessa forma. 30 m 10 m Area superficiale di un grosso cubo  5,400 m2 Area superficiale complessiva di piccoli cubi  16,200 m2

La cellula procariote (presente negli eubatteri e negli archebatteri) è una cellula piccola, relativamente semplice, non ha un nucleo circondato da una membrana e il loro DNA è situato in una regione detta nucleoide. Flagelli batterici Chemiotassi, fototassi, fissione binaria,ESCHERICHIA COLI IN CONDIZIONI OTTIMALI HA 1 DIVISIONE OGNI MINUTI Gram positivi: sopra la membrana plasmatica c’è uno spesso strato polisaccaridico Gram negativi: plasmalemma- sottile peptidoglicano- strato lipopolisaccaridico(LPS) Peptidoglicano è formato da 2 zuccheri:N-ACETILGLUCOSAMINA e N-ACETILMURAMICO I cianobatteri sono senza flagello MICOPLASMI SONO BATTERI SENZA PARETE, sono sempre parassiti di an o vegetali; sono molto piccoli, hanno un metabolismo semplice e un DNA piccolo con solo 650 geni PARETE ARCHEOBATTERI è diversa perché non c’è un vero peptidoglicano ma ci sono GLICOPROTEINE, PROTEINE E POLISACCARDI COI LIPIDI DI MEMBRANA DIVERSI RISPETTO AI BATTERI BATTERI BASTONCELLO-BACILLI BATTERI SFERICI-COCCHI BATTERI A SPIRALE-SPIRILLI NEI BATTERI IL DNA è NUDO SENZA CIOè PROTEINE ISTONICHE Ribosomi Capsula Parete cellulare Membrana cellulare Nucleoide (DNA) Pili

Le cellula eucariote è suddivisa in compartimenti che svolgono funzioni diverse ed è contraddistinta dalla presenza di un vero e proprio nucleo. Esiste un sistema di membrane interne che suddivide il citoplasma in zone diverse con funzioni differenti, facilitando l’insieme delle attività chimiche indicate come metabolismo cellulare Reticolo endoplasmatico liscio Nucleo Reticolo endoplasmatico ruvido Flagello Assenti nella maggior parte delle cellule vegetali Lisosoma Ribosomi Centriolo Apparato di Golgi Perossisoma Microtubulo Membrana plasmatica Filamento intermedio Citoscheletro Mitocondrio Microfilamento

Le cellule delle piante, degli animali, dei funghi e dei protisti sono eucariote. La cellula vegetale ha alcune strutture che sono assenti nella cellula animale, come i cloroplasti e la parete cellulare rigida. Vacuolo centrale Assenti nelle cellule animali Cloroplasto Parete cellulare Apparato di Golgi Nucleo Microtubulo Citoscheletro Filamento intermedio Microfilamento Ribosomi Reticolo endoplasmatico liscio Mitocondrio Perossisoma ruvido Membrana plasmatica . Protisti Protisti Regno di microrganismi eucarioti unicellulari, comprendente circa 50.000 specie diverse tra alghe, muffe mucillaginose e protozoi. Si tratta di un gruppo estremamente eterogeneo, in cui confluiscono organismi un tempo classificati nei regni delle piante, dei funghi e degli animali. CARATTERISTICHE Il gruppo dei protisti è eterogeno anche per quanto riguarda il sistema di nutrizione: le alghe sono organismi autotrofi, capaci di sintetizzare il proprio nutrimento autonomamente, per mezzo del processo di fotosintesi; le muffe mucillaginose sono saprofite, vale a dire consumatrici di sostanze organiche in decomposizione; i protozoi, infine, sono organismi eterotrofi, predatori o parassiti, che consumano materia organica vivente. Proprio in considerazione del tipo di nutrizione attuato dai diversi gruppi, un tempo i protisti fotosintetici, vale a dire le alghe unicellulari, venivano assimilate alle piante superiori, le muffe mucillaginose ai funghi e i protozoi agli animali. Nella maggior parte dei casi i protisti sono organismi strettamente unicellulari; in talune specie si osserva, tuttavia, la tendenza a formare colonie di più individui, spesso visibili a occhio nudo. Alcune grandi colonie sono dotate di una complessità di organizzazione tale da ricordare quella degli organismi superiori. La riproduzione, nella maggior parte dei casi, avviene per via asessuata, mediante semplice scissione cellulare; fanno eccezione alcune specie, che sono in grado di riprodursi anche per via sessuata

La cellula eucariotica (EM x 15.000) Prof. Raffaele Popolizio Tirocinante: Marilisa Lamuraglia

LA MEMBRANA PLASMATICA I fosfolipidi formano una struttura stabile a due strati chiamata doppio strato fosfolipidico in cui le teste idrofiliche sono a contatto con l’acqua, mentre le code idrofobiche si orientano verso l’interno, allontanandosi dall’acqua. Acqua Teste idrofiliche Code idrofobiche

LA MEMBRANA PLASMATICA La cellula e gli organelli sono avvolti da una membrana, ha uno spessore di circa 7-10 nm, è costituita principalmente da fosfolipidi e proteine in quantità minore da polisaccaridi e colestrerolo, i fosfolipidi hanno una «testa» idrofilica e due «code» idrofobiche, le proteine, associate alla membrana, possono essere a) proteine strutturali (contribuiscono all’integrità strutturale della membrana), b) enzimi e pompe (trasportano materiale dentro e fuori la cellula). La membrana cellulare ha una permeabilità selettiva . Numerose attività della cellula sono strettamente correlate alla membrana cellulare: - la risposta agli ormoni, - le interazioni cellulari, - le proprietà antigeniche, - l’eccitabilità e forse la divisione cellulare. CH2 CH3 CH N + O O– P C Schema di un fosfolipide Code idrofobiche Testa idrofilica Gruppo fosfato CH2 CH2

La membrana plasmatica viene descritta come un mosaico fluido La membrana plasmatica viene descritta come un mosaico fluido. La sua struttura è fluida perchè la maggior parte delle molecole proteiche e dei fosfolipidi può muoversi lateralmente nella membrana. Fibre della matrice extracellulare Carboidrato (della glicoproteina) Glicoproteina Filamenti del citoscheletro Fosfolipide Colesterolo Proteine Membrana plasmatica Glicolipide Citoplasma

FUNZIONI Separa la cellula dall’ambiente in cui vive, Fornisce una barriera che consente lo scambio di certe sostanze ma impedisce il passaggio di altre, Contiene i recettori per rispondere all’ambiente esterno, Fornisce una struttura di sostegno, È anche all’interno della cellula come rivestimento dei diversi organuli che sono così separati dal citoplasma in cui sono immersi. Prof. Raffaele Popolizio Tirocinante: Marilisa Lamuraglia