La cellula.

Presentazione sul tema: "La cellula."— Transcript della presentazione:

1 La cellula

2 La diversità delle cellule
Globuli rossi Batteri Amoeba proteus Fonte: immagine liberamente disponibile Fonte: Alan Cuming, Alamy, National Geographic Fonte: Wjm van Egmond Cellule progenitrici di muscoli Cellule Nervose Cellula uovo Fonte: Francesco Saverio Tedesco Fonte: immagine liberamente disponibile Fonte: immagine liberamente disponibile

3 Dimensioni cellulari 1 micrometro (mm): 1/1.000 mm
1 nanometro (nm): 1/ mm

4 Sadava et al., Biologia © Zanichelli editore 2012

5 La generazione spontanea e la Biogenesi [1]
Dal 400 a.C., con Aristotele, e fino alla metà dell’Ottocento la maggior parte dei biologi riteneva che gli esseri viventi potessero originarsi spontaneamente dalla polvere e/o dal fango (1668) Francesco Redi: dimostra che dalla carne in putrefazione non potevano svilupparsi vermi se, con opportune coperture, si impediva alle mosche di posarvisi sopra Fonte: Il sussidario.net,

6 La generazione spontanea e la Biogenesi [1]
Circa un secolo dopo gli esperimenti di F. Redi, un altro scienziato italiano, Lazzaro Spallanzani dimostrò che liquidi isolati e bolliti rimanevano sterili Tuttavia, ancora per molti anni, si continuò a credere che le forme di vita più semplici, quali vermi e insetti potessero nascere spontaneamente da materia organica in decomposizione (1860) Louis Pasteur: confuta definitivamente la teoria della generazione spontanea

7 Sadava et al., Biologia © Zanichelli editore 2012

8 Il microscopio: caratteristiche generali

9 Il microscopio ottico e elettronico
Curtis et al., Introduzione alla biologia © Zanichelli editore 2015

10 La Teoria cellulare Quattro sono i capisaldi dell’attuale teoria cellulare: La cellula è l'unità strutturale e funzionale dei viventi Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule (in questo contesto si distinguono unicellulari e pluricellulari) Le cellule hanno origine dalla divisione di una cellula preesistente “omnis cellula e cellula”, R. Virchow (1868) Il nucleo è il depositario dell’informazione ereditaria

11 Quanti tipi di cellule conosciamo?
CELLULA PROCARIOTICA Eubatteri Cianobatteri Archea EUCARIOTICA CELLULA ANIMALE CELLULA VEGETALE PROTOZOI LIEVITI

12 Procarioti vs. Eucarioti
CELLULA EUCARIOTA CELLULA PROCARIOTA

13 La cellula procariotica: caratteristiche generali
I procarioti sono le forme di vita più semplici Le dimensioni di una cellula batterica variano tra 0,2 e 30 micrometri o micron (m) La cellula procariotica presenta una MEMBRANA PLASMATICA (plasmalemma o membrana citoplasmatica) che consente di individuare una regione intracellulare e un ambiente extracellulare La struttura e l’organizzazione della membrana sono le stesse tra i procarioti e gli eucarioti La regione intracellulare è chiamata CITOPLASMA Il materiale genetico, solitamente una singola molecola di DNA circolare, NON è racchiuso da una membrana nucleare (come avviene negli eucarioti) La regione in cui è presente il DNA si chiama NUCLEOIDE Manca un sistema di ENDOMEMBRANE Le cellule batteriche possiedono rivestimenti protettivi aggiuntivi: la PARETE e la CAPSULA

14 La cellula batterica

15 Il DNA extracromosomale: i plasmidi
I batteri, in aggiunta al cromosoma circolare, contengono altre molecole di DNA note come PLASMIDI I plasmidi forniscono al batterio funzioni accessorie: resistenza agli antibiotici, sintesi di tossine DNA batterico PLASMIDI

16 La cellula batterica: diversità di forme
COCCHI BACILLI ALTRI

17 I batteri: FRIENDS and FOE

18 I Probiotici Secondo la definizione ufficiale di FAO e OMS, i probiotici sono “organismi vivi che, somministrati in quantità adeguata, apportano un beneficio alla salute dell'ospite” Sono contenuti in molti alimenti (yogurt, formaggi) Svolgono diverse funzioni: competono e ostacolano la colonizzazione da parte dei batteri patogeni, modulano l’attività del sistema immunitario, producono molecole antibatteriche BATTERI AMICI: Lattobacilli, Bifidobatteri BATTERI NEMICI: Campylobacter, Clostridi

19 La cellula eucariotica: la cellula animale
Le dimensioni di una cellula batterica variano tra 30 e 100 micrometri o micron (m) La cellula eucariotica presenta una MEMBRANA PLASMATICA (plasmalemma o membrana citoplasmatica) che consente di individuare una regione intracellulare e un ambiente extracellulare La regione intracellulare è chiamata CITOPLASMA Il materiale genetico, il DNA, è racchiuso da una membrana nucleare. Questa regione prende il nome di NUCLEO Quando la cellula NON è in fase di divisione, il DNA è presente sottoforma di una massa di filamenti sottili non distinguibili al microscopio ottico: la CROMATINA Durante la divisione cellulare la cromatina si compatta e si spiralizza a formare i CROMOSOMI Presenta un sistema di ENDOMEMBRANE Il citoplasma contiene organuli cellulari: ribosomi, mitocondri, reticolo endoplasmatico, citoscheletro, apparato di Golgi, lisosomi, perossisomi

20 La cellula animale

21 Il CITOSCHELETRO Rappresenta l’ossatura e la muscolatura della cellula
Il citoscheletro è formato da tre tipi di fibre: Microfilamenti, Microtubuli e Filamenti Intermedi Da forma e sostegno alla cellula Consente il posizionamento degli organuli cellulari Permette l’adesione e il movimento cellulare Partecipa ai fenomeni di fagocitosi Filamenti di actina: MICROFILAMENTI Filamenti di tubulina: MICROTUBULI Filamenti intermedi Membrana cellulare

22 Il RETICOLO ENDOPLASMATICO
È un sistema di cisterne, tubuli e membrane interconnessi Il reticolo endoplasmatico rugoso (RER) presenta numerosi ribosomi agganciati come bottoncini alla superficie esterna. È la sede della sintesi proteica. È in continuità con la membrana nucleare esterna Il reticolo endoplasmatica liscio (REL) è privo di ribosomi. È un organulo citoplasmatico che partecipa al metabolismo dei lipidi Ribosomi Reticolo endoplasmatico liscio Reticolo endoplasmatico rugoso Nucleo Membrana nucleare

23 L’apparato del Golgi È un sistema di sacchi appiattiti, chiamati CISTERNE, disposti in pile Le cisterne sono formate da membrane e sono circondate da tubuli e vescicole Partecipa attivamente alle modifiche POST traduzionali delle proteine (maturazione) Attraverso le vescicole, di derivazione Golgiana, le proteine vengono indirizzate e smistate

24 I Ribosomi Sono piccoli organelli citoplasmatici costituiti da due subunità: subunità minore e subunità maggiore Sono delle particelle RIBONUCLEOPROTEICHE: una porzione di natura proteica e una porzione di RNA, (rRNA) Svolgono l’importante funzione di partecipare alla SINTESI PROTEICA Subunità minore Subunità maggiore mRNA Proteina nacente

25 I Mitocondri [1] Sono organelli citoplasmatici dotati di doppia membrana: la membrana mitocondriale esterna e la membrana mitocondriale interna La membrana interna forma una serie di invaginazioni note come CRESTE MITOCONDRIALI Contengono DNA (di origine materna) e ribosomi ribosomi MEMBRANA MITOCONDRIALE ESTERNA MEMBRANA MITOCONDRIALE INTERNA Spazio intermembrana matrice CRESTE MITOCONDRIALI DNA Porzione F0 Porzione F1

26 I Mitocondri [2] La membrana esterna è permeabile alla maggior parte delle molecole di piccole dimensioni La regione intermembrana possiede una composizione simile a quella del citosol La membrana interna permette il passaggio solo di determinate molecole, quali l’acido piruvico, ATP e ADP, mentre limita il passaggio di altre molecole e ioni come l’H+ Rappresentano le vere e proprie fabbriche energetiche delle cellule A livello mitocondriale si svolge la RESPIRAZIONE CELLULARE La respirazione cellulare consente di ricavare energia sottoforma di molecole di ATP

27 I Lisosomi e i Perossisomi
Lisosomi e perossisomi sono organuli delimitati da membrana contenenti enzimi Lisosomi: enzimi digestivi (più di 50 tipi). Rompono le macromolecole (proteine, carboidrati) nei monomeri costitutivi, permettendone il loro riutilizzo Nelle cellule del sistema immunitario (globuli bianchi, macrofagi) i lisosomi partecipano attivamente all’uccisione dei microrganismi patogeni Perossisomi: enzimi ossidativi I perossisomi svolgono diverse funzioni, quali sintesi del colesterolo, metabolismo degli aminoacidi e delle basi azotate, degradazione degli acidi grassi LISOSOMI PEROSSISOMI

28 I Centrioli Sono organelli presenti esclusivamente nelle cellule animali, NON nelle vegetali Sono costituiti da microtubuli Guidano il movimento e la separazione dei cromosomi durante la divisione cellulare CENTROSOMA centrioli microtubuli

29 La cellula vegetale

30 La cellula vegetale Rispetto alla cellula animale si differenzia per la presenza di tre strutture citoplasmatiche: PLASTIDI PARETE CELLULARE VACUOLO I plastidi tipicamente si suddividono in: CLOROPLASTI, CROMOPLASTI e AMILOPLASTI (leucoplasti) I cloroplasti contengono un pigmento verde, la clorofilla e sono la sede della fotosintesi clorofilliana I cromoplasti contengono pigmenti gialli o arancio, detti carotenoidi e hanno funzione vessillifera I leucoplasti, presenti nelle cellule non-verdi hanno funzione di riserva di energia (amido)

31 Cloroplasti

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33 Parete cellulare È lo strato più esterno della cellula vegetale
Il componente della parete cellulare è un polisaccaride, la CELLULOSA La parte conferisce alla cellula forma, rigidità e robustezza

34 Vacuolo Sono regioni del citoplasma circondate da membrana
Sono presenti esclusivamente nelle cellule vegetali Rappresentano le riserve nutritive e idriche delle cellule

35 La teoria endosimbiontica
Lynn Margulis anni ’70 La teoria endosimbiontica postula che cloroplasti e mitocondri fossero stati in passato dei batteri Cloroplasti: batteri fototrofi, in grado cioè di operare la fotosintesi clorofilliana Mitocondri: batteri chemiotrofi, in grado di ottenere energia da fonti inorganiche

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