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biologia cellulare: cellule eucariote e procariote, Schemi e mappe concettuali di Biologia

tratto in modo esaustivo la struttura della cellula, le cellule eucariote e procariote analizzandone i singoli organuli.

Tipologia: Schemi e mappe concettuali

2021/2022

Caricato il 10/09/2022

sara.brugatti
sara.brugatti 🇮🇹

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BIOLOGIA CELLULARE
L’unità fondamentale della vita è la cellula ed è considerata il parametro di riferimento. Essa è
l’unità base strutturale di ogni essere vivente poiché è la più piccola parte unitaria degli
organismi viventi. Una cellula è composta da atomi.
La biologia cellulare studia la cellula dal punto di vista morfologico e funzionale. Sia a livello
microscopico che molecolare, sia in organismi unicellulari che in organismi più complessi come
l'uomo.
RAPPORTO SUPERFICIE/VOLUME
Nelle cellule le dimensioni e la forma variano in base alla funzione. Per esprimere meglio il
concetto di cellula la si assimila ad un cubo, si nota così che le cellule più grandi hanno una
superficie maggiore, ma lo stesso volume delle cellule della stessa forma, quindi il loro rapporto
superficie/volume è maggiore rispetto alle cellule che presentano una superficie minore.
Quando il rapporto superficie/volume è alto significa che la cellula presenta un’ampia superficie
e poco volume. Se invece il rapporto è basso la cellula è meno efficiente perché sullo stesso
volume presenta meno superficie.
SUPERFICIE con superficie si intende la membrana esterna che ricopre
una cellula è fondamentale perché ha la funzione di regolare gli scambi
dell’ambiente interno con l’esterno. Per questo motivo maggiore è la superficie
di una cellula più essa è funzionale, poiché permette maggiori scambi.
Le cellule polmonari necessitano di un’ampia superficie per avere scambi di ossigeno più fluenti
e permettere la respirazione. Negli individui in cui questi scambi sono meno efficaci sono
necessari degli interventi chirurgici.
Le cellule che compongono gli organismi si possono distinguere in due categorie: eucarioti e
procarioti.
CELLULA PROCARIOTE
Le cellule procarioti sono:
poco compartimentate e differenziate tra loro
DIMENSIONI 1-10um
sfruttano riproduzione asessuata (principlamente la scissione binaria gli organismi figli
sono identici al genitore, è più rapida)
ampia capacità di adattamento
cellule colomniali, ognuna mantiene le proprietà caratteristiche
assumono diverse forme:
Le cellule procariote sono tutte unicellulari,
ovvero svolgono tutte le funzioni vitali in una sola
cellula. Degli esempi possono essere i batteri o le
alghe.
COCCHI forma circolare,
possono trovarsi in diverse
forme, es. legati
(streptococchi)
BACILLI il nome
deriva dalla loro forma
a ‘bastoncini’
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BIOLOGIA CELLULARE

L’unità fondamentale della vita è la cellula ed è considerata il parametro di riferimento. Essa è l’unità base strutturale di ogni essere vivente poiché è la più piccola parte unitaria degli organismi viventi. Una cellula è composta da atomi. La biologia cellulare studia la cellula dal punto di vista morfologico e funzionale. Sia a livello microscopico che molecolare, sia in organismi unicellulari che in organismi più complessi come l'uomo.

RAPPORTO SUPERFICIE/VOLUME

Nelle cellule le dimensioni e la forma variano in base alla funzione. Per esprimere meglio il concetto di cellula la si assimila ad un cubo, si nota così che le cellule più grandi hanno una superficie maggiore, ma lo stesso volume delle cellule della stessa forma, quindi il loro rapporto superficie/volume è maggiore rispetto alle cellule che presentano una superficie minore. Quando il rapporto superficie/volume è alto significa che la cellula presenta un’ampia superficie e poco volume. Se invece il rapporto è basso la cellula è meno efficiente perché sullo stesso volume presenta meno superficie.

  • SUPERFICIE ⇨ con superficie si intende la membrana esterna che ricopre una cellula è fondamentale perché ha la funzione di regolare gli scambi dell’ambiente interno con l’esterno. Per questo motivo maggiore è la superficie di una cellula più essa è funzionale, poiché permette maggiori scambi. Le cellule polmonari necessitano di un’ampia superficie per avere scambi di ossigeno più fluenti e permettere la respirazione. Negli individui in cui questi scambi sono meno efficaci sono necessari degli interventi chirurgici. Le cellule che compongono gli organismi si possono distinguere in due categorie: eucarioti e procarioti.

CELLULA PROCARIOTE

Le cellule procarioti sono:

  • poco compartimentate e differenziate tra loro
  • DIMENSIONI ⇨ 1 - 10um
  • sfruttano riproduzione asessuata (principlamente la scissione binaria ⇨ gli organismi figli sono identici al genitore, è più rapida)
  • ampia capacità di adattamento
  • cellule colomniali, ognuna mantiene le proprietà caratteristiche
  • assumono diverse forme: Le cellule procariote sono tutte unicellulari, ovvero svolgono tutte le funzioni vitali in una sola cellula. Degli esempi possono essere i batteri o le alghe. COCCHI ⇨ forma circolare, possono trovarsi in diverse forme, es. legati (streptococchi) BACILLI ⇨ il nome deriva dalla loro forma a ‘bastoncini’

STRUTTURA

Sono composte da diverse caratteristiche alla base, che le accomunano tutte.

  • MEMBRANA PLASMATICA ⇨ separa il compartimento interno da quello esterno, regola gli scambi tra i due ambienti ma costituisce una barriera selettiva e presenta una componente proteica che svolge un importante ruolo nella regolazione dei trasporti cellulari.
  • PARETE CELLULARE ⇨ formata da peptidoglicano (matrice di zuccheri legati trasversalmente da unità polipetidiche). Costituita da proteine e carboidrati, ha la funzione di proteggere la cellula e mantenerla in forma.
  • NUCLEOIDE ⇨ regione della cellula dove è concentrato il materiale genetico, sotto forma di spirale, nei batteri il materiale generico ereditario è rappresentato da una molecola circolare di DNA.
  • CITOPLASMA ⇨ formato dal citosol, una sostanza gelatinosa che contiene diverse sostanze nutritive.
  • RIBOSOMI ⇨ sono gli unici organuli che compongono il citoplasma, piccole strutture in cui avviene la sintesi delle proteine. La trascrizione avviene nel citoplasma nelle cellule procariote, mentre invece nelle eucariote avvviene nel nucleo e la traduzione nel citolplasma. Le seguenti caratteristiche invece non sono presenti in tutte le cellule procariote, ma nella maggior parte:
  • PILI ⇨ presenti nella struttura esterna, sono corte strutture filamentose che hanno funzione di adesione alla superficie.
  • FLAGELLI ⇨ ovvero lunghe appendici che permettono alla cellula di muoversi nel fluido.

CELLULA EUCARIOTE

Le cellule eucariote sono:

  • molto compartimentate e differenziate tra loro, svolgono funzioni specifiche e nel citoplasma contengono gli organuli, delle strutture che svolgono le funzioni principali per lo sviluppo della cellula. ribosomi cromosomi . . protezione e adesione alle superfici
  • Il reticolo endoplasmatico può essere liscio o ruvido: RETICOLO ENDOPLASMATICO RUVIDO
  • sulle membrane presenta i ribosomi, che sono strutture specializzate nella sintesi delle proteine ed è molto vicino al nucleo
  • è la parte del reticolo endoplasmatico che permette l’avvolgimento delle proteine in una struttura tridimensionale, inoltre il reticolo endoplasmatico ruvido produce le proteine mediante le informazioni ricevute dall’RNA.
  • PROCESSO ⇨ le proteine presenti all’interno delle membrane vengono inglobate dalle vescicole di trasporto che le trasportano fino all’apparato del golgi, che è un insieme di membrane che migliorano la qualità della struttura proteinca, rendendola funzionale. Alla proteina viene inoltre aggiunta una sequenza segnale, essa le permette di andare nella sede della cellula dove deve svolgere la sua determinata funzione. In questo processo la sequenza segnale svolge il compito di ‘chiave’ che serve per oltrepassare una sola serratura, ovvero i recettori. Successivamente l’apparato del golgi produce una nuova vescicola che trasporta la proteina + la sequenza segnale di nuovo verso i recettori. La sequenza, legandosi al recettore permette alle proteine di uscire dalla cellula. Es: un esempio di proteina è quella che permette agli erbivori di ingerire la cellulosa, che si chiama cellulasi. Gli esseri umani presentano un altro tipo di proteina, che prende il nome di amilasi, che ci permette di ingerire l’amido. RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO
  • al contrario di quello ruvido, non presenta i ribosomi
  • FUNZIONI ⇨
  1. la principale funzione di questo reticolo è la produzione e la sintesi dei lipidi, porducendo quindi i folsfolipidi, ormoni e trigliceridi
  2. immagazzina ioni calcio che vengono rilasciati nel citosol, esempio: contrazione muscolare (impulso nervoso, fuoriuscita delgi ioni dal reticolo, contrazione muscolare)
  3. funzione di detossificare ⇨ eliminare le sostanze tossiche all’interno delle cellule
  • VACUOLO ⇨ struttura che ha il ruolo di ingerire/eliminare le sostanze per demolire le sostanze di scarto.
  • LISOSOMI ⇨ contengono gli enzimi digestivi, ovvero enzimi in struttura terziaria/quaternaria isolati all’interno di una membrana. I lisosomi vanno a contatto con la sostanza di scarto (i polimeri) e attraverso reazioni di idrolisi + enzimi digestivi li dividono nei rispettivi monomeri, che vengono riutilizzati come fonte di nutrizione per la cellula (es: scomporre i carboidrati nei singoli amminoacidi) rendendoli così utili. Per questo rappresentano una discarica efficiente ⇨ trasformano un rifiuto in una risorsa, rendono una sostanza di scarto funzionale.
  • PERISSOSOMI ⇨ strutture simili ai vacuoli ma che svolgono una diversa funzione: essi eliminano le sostanze tossiche di scarto che vengono prodotte dalle reazioni chimiche metaboliche. Es: H2O2 (acqua ossigenata) è una sostanza chimica che viene prodotta come elemento di di scarto dalle reazioni chimiche. Mediante degli enzimi questa sostanza viene decomposta e si trasforma in acqua d’ossigeno. Un enzima molto importante è chiamato catalisi, maggiore esso è efficiente + la cellula è giovane, questo perchè le sostanze tossiche sono minori.
  • Mediante delle medicine/creme si possono combattere i radicali liberi nell’epiderma prevenendo così l’invecchiamento delle cellule. Tale invecchiamento può essere

accentutato dai tumori. Es: tumore alla pelle (causato da eccessiva esposizione solare) e tumori causati dal fumo.

MITOCONDRI

I mitocondri sono degli organuli presenti all’interno del citoplasma nelle cellule eucariote, fondamentali per la respirazione cellulare e forniscono energia alla cellula.

  • Grandezza ⇨ 1um
  • La presenza di mitocondri in una cellula è direttamente proporzionale alla quantità di energia di cui necessita
  • Sono fondamentali per generare energia ⇨ C6H12O6 + 602 → 6CO2 + 6H2O + ATP ⇨ 3 2 molecole di adenosintrifosfato. In altre parole i mitocondri sono responsabili di una serie di reazioni che producono ATP, ovvero energia sotto forma chimica. In questo modo gli zuccheri che abbiamo digerito vengono ossidati. Queste reazioni avvengono solo in presenza di ossigeno
  • STRUTTURA ⇨ sono circondati da due membrane, lo spazio delimitato dalla membrana interna è detto matrice; la membrana interna si estende nella matrice formando delle pieghe che contengono molecole fondamentali per la produzione di ATP a partire da altre molecole
  • STABILITÀ ⇨ 50% di carboidrati – 35% di proteine – 15% di grassi + H2O
  • Le cellule muscolari presentano più mitocondri rispetto alle altre perchè necessitano di maggiore energia, quando finiscono l’ossigeno da trasportare esse invece di produrre ATP producono acido lattico. Se il muscolo continua a sforzarsi si creano i crampi. Dei crampi nel muscolo cardiaco portano all’infarto

CITOSCHELETRO

La cellula è sostenuta da una serie di proteine contrattili, all’interno del citoplasma. Esse permettono il sostegno della cellula, reggendo rigidamente tutti i suoi compartimenti interni. L’actina è la proteina contrattile più abbondante.

  • Il citoscheletro è presente sia nelle cellule eucariote che procariote, la cellula eucariote vegetale presenta tre strutture aggiuntive: 1. PARETE CELLULARE ⇨ parete esterna alla membrana plasmatica, composta da proteine e carboidrati 2. CLOROPLASTI ⇨ ovvero organuli necessari per svolgere la fotosintesi clorofilliana: 6CO2 + 6H2O → C6H12O 3. VACUOLO CENTRALE ⇨ presenta la cellulosa, ovvero un polimero composto di monomeri di glucosio. Ha diverse funzioni: immagazzina acqua per mantenere la cellula in forma, ha funzine digestiva, ovvero demolisce le macromolecole non più funzionali per la cellula nei rispettivi monomeri mediante reazioni di idrolisi, accumula le sostanze di scarto. È situato nella parte centrale della cellula ed è fondamentalmente trasparente. 4. Le cellule vegetali però al contrario delle animali non presentano: lisosomi, centrioli e i flagelli PETALI ⇨ i petali dei fiori prendono la loro colorazione dai metaboliti accumulati, e più essi sono colorati più attirano gli insetti, che nutrendosi del polline (gamete) lo trasportano su altre piante, permettendo la riporduzione. Quindi questo processo è favorito particolarmente dai metaboliti. (fiore ⇨ apparato riproduttore della pianta)

Per questo motivo per riprodurre questo esperimento potrebbero volerci migliaia di anni, e per la scienza questo è un tempo troppo lungo.