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CELLULA PROCARIOTICA
Nei batteri o negli archeobatteri. E’ una cellula priva di nucleo e si riproduce per scissione binaria, ovvero una divisione della cellula nelle due cellule figlie completamente identiche. In questa divisione può succedere che ci sia un errore, provocando una mutazione.Ha comunque un genoma batterico contenuto in una zona, ovvero il nucleoide, ovvero dove si trova il cromosoma batterico. Il batterio ha un unico DNA circolare, chiuso. Il genoma batterico è composto da geni codificanti che codificano per molecole, che danno informazioni per la sintesi delle molecole, mentre il genoma degli eucarioti, aperto e il DNA per la maggior parte non è codificante. I robosomi servono per la sinterizzazione delle proteine, sparsi nel citoplasma .I plasmidi sono delle piccole molecole di DNA batterico che contiene pochi geni “di arricchimento” che non sono dispensabili per la vita, un esempio il plasmide che contiene il gene per codificare gli antibiotici. Altri plasmidi contengono i geni per un fattore detto PILOSESSUALE , è una struttura non sempre presente alla base di un fenomeno particolare che prende il nome di coniugazione, attraverso il quale possono trasportare delle piccole sequenze di geni come plasmidi. La parete cellulare è un strato esterno alla membrana plasmatica con scopo di protezione composto da peptidoglicani uniti da ponti peptidici, importante in quanto mi dice come il mio batterio, se per esempio se è tossica. Una parete più sottile che può essere costruita per esempio lipidi, non tengono a lungo il colorante, chinandosi Gram -, con la loro porzione lipidica producono endotossine, mentre altri batteri producono esotossine. Flagello (filamento, uncino e corpo basale), estroflessioni lunghe per il movimento composto da flagellina (proteina), mentre fimbrie sono estroflessioni più piccole con funzione di aggancio. Se il batterio ha un flagello in posizione polare è detta monotrico , se presenta flagelli su tutta la superficie è detta peritrico , mentre se ha più flagelli in un unico polo è detta lofotrico. C’è la capsula, ulteriore mantello esterno della cellula che è la capsula dei batteri sporgenti, ovvero batteri che producono le spore. Le spore sono delle forme di resistenza della cellula, quando essa si trova a condizioni estreme, temperature e concentrazioni saline elevate, prende una porzione di materiale, impacchettandolo e lo getta fuori, ed è una spora quiescente che resiste a determinate condizioni e quando le condizioni migliori, questa si rigenera e torna ad essere un batterio in forma vegetativa attiva.Spore forme di resistenza batterica, attraverso 3 stadi: 1. attivazione, dove la spora viene sottoposta ad alte temperature; 2. Germinazione , dove la spora perde resistenza al calore; 3 esocrescita , rigonfiamento per l’assunzione di acqua e sintesi di DNA, RNA e proteine. NON POSSIEDONO ENDOMEMBRANE , quindi non presentano organuli, mentre invece sono presenti nelle cellule eucariote.
Le cellule procuriate si muovono attraverso un movimento detto tassia. Chemiotassi se le sostanze sono di natura chimica, fototassi se lo stimolo è rappresentato dalla luce. In assenza di gradiente chimico si muovo in maniera lineare e attraverso un capovolgimento per modificare la loro direzione. La membrana plasmatica è costituita da mesosomi , che si trovano in diverse strutture nelle pareti Gram+. Sono la sede di citocromi, enzimi di respirazione e di enzimi coinvolti per la sintesi di sostanze per comporre la parete cellulare. E’ anche efficace per facilitare la divisione cellulare, fungendo da sito di ancoraggio per il DNA. CELLULA EUCARIOTICA Caratterizzate da endomembrane e nucleo. Il nucleo = involucro nucleare, DNA e nucleosoma. Il nucleosoma è la zona interna al nucleo in cui si produce l’rRNA, ovvero la molecola che compone i ribosomi ( proteine, sintetizzate partendo dal nucleo, e rRNA). Gli eucarioti compongono organismi del regno animale, vegetale e fungino e anche tutti gli organismi pluricellulari. Abbiamo anche i protisti e anche i lieviti, ovvero funghi unicellulari. Negli eucarioti i componenti sono immersi nel citosol (liquido in cui troviamo biomolecole e organuli) + organelli senza il nucleo formano il citoplasma mentre citosol con organelli e nucleo abbiamo il protoplasma. Tutti gli organuli sono posti nel citosol sono tenuti da un impalcatura precisa, ovvero il citoscheletro che si compone di 3 componenti: piccoli filamenti , filamenti più piccoli e composti da actina (prende parte durante alla fine di mitosi e meiosi alla formazione della strozzatura che poi divide le due cellule), filamenti intermedi , es. cheratina e serve per mettere in relazione le cellule tra di loro, e microtubuli , tubi composti di tubulina , proteina con struttura tubolare e la loro funzione è quella di formare una strada attraverso i quali tutto ciò che passa dall’interno all’esterno della cellula e viceversa, e formano il fuso mitotico. La tubulina compone i flagelli delle cellule eucariotiche. Il flagello (es. spermatozoo) ha un corpo basale composto da 9 triplette di microtubuli + una coppia di microtubuli centrale e ,salendo, si ha poi le 9 coppie a cerchio di microtubuli con una coppia centrale .Le proteine che permettono il movimento del flagello attraverso la tubulina si chiamano adileina. CELLULE VEGETALI E ANIMALI Cellule animali Il DNA + CROMATINA (proteine istoniche) = cromosomi. Pori nucleari= per il passaggio delle sostanze ed è collegato a delle cavità, ovvero il reticolo endoplasmatico ruvido e reticolo endoplasmatico liscio, dove avviene la sintesi lipidica. Ne, RER ci sono i ribosomi , collegati al nucleo, poichè l’informazione genetica che deriva dal DNA , mi si trascrive in una molecola che mi va a sintetizzare le proteine nel ribosoma, dove avremo la sintesi di alcune
peptidoglicani). Sulla parete abbiamo dei buchi ovvero i plasmodesmi , pori che consentono gli scambi tra le cellule. FUNGHI Sono unicellulari ed abbiamo i lieviti e possono anche essere pluricellulare ed abbiamo le muffe. In comune con il ondo cellulare è la presenza della parete cellulare, composta da chitina. Nei funghi pluricellulari sono composti da filamenti, chiamati ife che si aggregano ad andare a formare il corpo del fungo , chiamato tallo. LA MEMBRANA CELLULARE Rivestimento di tutte le cellule, composta da un doppio strato fosfolipidico ,secondo il modello a mosaico fluido. I fospolipidi sono molecole con code idrofobiche e testa idrofile a contatto col citosol all’interno e con l’acqua e altri liquidi all’esterno. Tra le proteine che formano la membrana abbiamo le proteine integrali, interne, e periferiche , che si trovano tra lo stato interno ed esterno. Proteine e glicini formano le glicoproteine , mentre lipidi insieme alle proteine formano le lipoproteine. E’ a mosaico fluido poiché la fluidità regolata dal colesterolo data dagli acidi grassi del fospfolipide e la compongono proteine e fospfolipidi che possono muoversi lateralmente. E’ asimmetrica. La membrana plasmatica è semipermeabile , permeabile all’acqua ,ai gas ma non agli ioni e macromolecole, proprio perché per la loro grandezza non passano. Le proteine di membrana permettono i passaggi dall’interno all’esterno e viceversa. Le proteine canale , quelle che aprono un passaggio per alcune molecole o la pompa sodio/potassio. La membrana plasmatica controlla l’entrata o la fuoriuscita di acqua con l’osmosi secondo gradiente di concentrazione. VIRUS Il virus è una cellula sub-cellulare. Se il virus non è attivo si chiamerà virione , Il virione è costituito da un genoma e dal capside, ovvero unità proteiche. Il virus trova una cellula ospite, s’inserisce al suo interno e sfrutta tutte le sue strutture (ribosomi, enzimi, ecc.) Se il virus si chiamerà virus. Utilizza le strutture per poi replicarsi e porta alla morte della cellula ospite e il virus si diffonde. Questo processo si chiama ciclo litico. Un altro è il ciclo lisogeno , alla fine si avrà sempre la morte della cellula anche se all’inizio durante la replicazione virale può succedere che parte del genoma virale si possa integrare con parte del genoma dell’ospite. Anche il genoma virale può prendere parte del genoma della cellula ospite. I genomi virale possono essere sia DNA o RNA positivo, ovvero pronto per essere codificato/tradotto.
Virus a RNA positivo o RNA retrovirale (cioè un che non può essere tradotto subito in proteina, ma deve essere riconvertito in DNA complementare ( cDNA ) e a quel punto verrà con il DNA polimerasi verrà ritrasformato in RNA messaggero). DIVISIONI CELLULARI Da ogni cellula ne nasce un’altra. La divisione cellulare può avvenire sia nelle cellule eucariote sia nelle procuriate. Dalla divisione cellulare si genera un nuovo individuo. Per i pluricellulari la funzione della divisione è diversa, in quanto non c’è più la duplicazione delle cellule, ma anche il turnover , il sostituire una cellula con un’altra. Un altro elemento è quella della produzione dei gameti, ovvero asessuata, alla nascita di un nuovo individuo con una variabilità genetica. Se si parla di organismi unicellulari procarioti, la produzione del nuovo organismo è detta scissione binaria , mentre nelle eucariotiche abbiamo la mitosi e la meiosi. Con la mitosi si ha il turnover es. le cellule del sangue, mentre la meiosi è deputata alla produzione di gameti per la riproduzione sessuata, e può avvenire anche una forma di riproduzione asessuata. SCISSIONE BINARIA - cellula senza nucleo e con unico sistema genetico. Il batterio deve duplicare il DNA, srotolandolo dall’interno, in quanto è chiusa, partendo da un punto interno detto ori, attraverso un complesso enzimatico. Una volta duplicato il DNA nella cellula batterica si ha un invaginazione (ripiegamento interno della membrana e della parete) , mentre all’interno avviene la duplicazione di qualche sostanza e organuli come i ribosomi, si distribuiscono i materiali ai due poli, fino a quando c’è il distacco e le due cellule si dividono. I cromosomi eucariotici sono aperti e chiamati telomeri e la duplicazione del DNA avviene sempre all’interno di esso. I cromosomi sono uniti in una zona detta centromero , dove all’interno di esso i due cromatici si uniscono nel cinetocore. I cinetocori uniscono nel centromero i due cromatidi. I cromosomi sono costituiti da cromatina , legandosi così proteine dette istoniche. Il DNA è un acido ed ha una carica lievemente negativa, mentre le proteine hanno una carica positiva. Gli istoni si classificano in: H1, H2A,H3B,H3,H4 , di queste 5 4 proteine a coppia si mettono insieme a mo di cubo, chiamatosi code, al quale si lega poi il DNA, andando a formare il nucleosoma. La quinta proteina, H1, serve per stabilizzare questo legame. Man man i nucleosomi si avvicina attraverso il DNA, chiamando questo DNA come DNA-LINKED , andando a creare così la propria struttura, che la cellula condenserà. All’inizio saranno aggrovigliati, poi a “ collana di perle ” dove i nucleosomi sono posti uno dopo l’altro, ad ansa dove ricominciano a ripiegarsi avendo così una struttura a solenoide, ovvero un giro formato da sei nucleosomi.
4- Anafase , le fibre del cinetocore si accorciano, sganciano i cinetocori e separando così i cromatidi fratelli, che vanno verso i poli opposti. Nel mentre si fa a creare una sorta di solco di scissione. 5- Telofase, i cromatidi sono ai poli insieme ai centrioli, le fibre del fuso cominciano a disgregarsi, si comincia a creare l’involucro nucleare, e quindi tutti gli organuli duplicati durante l’interfase alle cellule figlie, che si separeranno durante la citodieresi, si ricrea la membrana e avremo due cellule figlie uguali. Nelle cellule vegetali la citodieresi implica una sintesi di una nuova membrana plasmatica (che insieme alle vescicole creano la piastra cellulare) e di una nuova parete cellulare. I punti di controllo: -G1, controlla la duplicazione del DNA e che accresca nel modo giusto. -G2, si verifica che il DNA si sia duplicato ottimamente, se ci sono danni gravi deve avvenire la morte programmata, ovvero l’apoptosi. Un’altra morte è la necrosi, che non è programmata, dovuta a infezioni o a mancanza di ossigeno. -M, cioè il fuso mitotico, che controlla la corretta disposizione dei cromatici lunga la piastra metafasica e il corretto numero dei cromosomi della cellula. Gli elementi che portano alla mitosi, una cellula dipende dall’ancoraggio in cui si trova. Per esempio se legato ad un tessuto ben soldi va in mitosi più facilmente, questo spiega perché le cellule sanguigne non si possono riprodurre, solo mentre è ferma ed ancorata ad un supporto solido. La durata per i procarioti è molto più breve, in un arco di minuti, mentre cellule eucaristiche unicellulari in un arco di un’ora. Gli epatociti umani, per la sopravvivenza della cellula somatica,, circa 1 anno, mentre i precursori delle cellule del sangue circa 12 ore. Le dimensioni del genoma sono di circa 2,5x10^4 geni e 3x10^ nucleotidi. MEIOSI Solo nella riproduzione sessuata, con la produzione di gameti. Nell’uomo saranno gli spermatozoi, mentre nella donna la cellula uovo. Numero diploide 2n di cromosomi, 23 nell’uomo e 23 nella donna, che andando a creare insieme u nuovo individuo diploide. Il cariotipo ci mostra i cromosomi omologhi e non i cromatidi fratelli. I cromosomi omologhi sono cromosomi uguali per forma e dimensioni e cambiano in alcuni casi un gene con una forma diversa e che esprime un carattere diverso. Questi tipi di cromosomi sono detti alleli. Uno deriva dal padre e uno dalla madre. Il punto di un cromosoma dove si trova il gene si chiama locus. La meiosi prevede due cicli. All’inizio abbiamo sempre il ciclo cellulare. L’interfase è identica alla meiosi. La cosa importante da sapere è se la cellula deve andare a produrre gameti, avremmo la duplicazione di entrambi i cromosomi della coppia omologa.
Nella Profase I. Abbiamo la disgregazione dell’involucro nucleare e dei cetrioli, si forma il fuso mitotico e i due cromosomi di prima duplicati si rincontrano e si uniscono, andando a formare una testarde mettendosi in un punto di contatto chiamato sinapsi. Può succedere che tra i due cromatidi interni fratelli può avvenire un incrocio detto chiasma, portando allo scambio degli geni, avremo delle tetrodi di cromosomi diversi rispetto all’inizio. Questa ricombinazione casuale viene definita col termine crossing-over. Nella Metafase I abbiamo la piastra metafisica dove si dispongono i cromosomi ormai ricombinati, sempre a tetrodi e si dispongono in una maniera casuale. Nell’Anafase I dove abbiamo la divisione e la quantità che abbiamo ai poli è ancora doppia ma nonostante ciò il corredo cromosomi già e aploide, ovvero dimezzato. Doppia quantità di DNA ma corredo cromosomico dimezzato. Nella Telofase I, dove avviene la separazione e subito dopo l’interfase meiotica , non c’è più la duplicazione del DNA, ma avviene comunque la duplicazione degli organuli e sostanze per le cellule figlie, per poi subito dopo passare alla meiosi II, che procede allo stesso modo della mitosi. Alla telofase abbiamo sempre l’invaginazione attraverso la quale le cellule si separano. Avremo 4 gameti , che sono cromosomi monocromatidici ma sono anche diverse dalla cellula madre, a causa del crossing-over. PROFASE I C’è una divisione ulteriore in 5 fasi. Leptotene dove il materiale genetico si condensa, ZIgotene i cromosomi omologhi si appaiano nelle tetradi, pachistane dove avviene il crossing-over, diplotene i cromosomi si separano, diocesi in cui la membrana nucleare e il nucleolo si dissolvono. La riproduzione sessuata aumenta la variabilità genetica, attraverso il crossing-over, la segregazione casuale in anafase I e con l’accoppiamento casuale dei gameti. La spermatogenesi avviene in età puberale e le gonadi maschili sono i testicoli ne derivano degli spermatociti primari, a seguito della meiosi I, avremo spermatociti secondari, che dopo la meiosi II in spermatociti maturi, e diventano spermatozoi quando accese il flagello. L’ovogenesi: la meiosi inizia in fase uterina, l’embrione femminili iniziano con le ovaie a formare oociti primari che iniziano ad entrare in meiosi, per bloccarsi in profase I e quando la donna è in età fertile, ritornano nella fase della meiosi I ogni mese con la produzione di oociti secondari che poi matureranno nelle cellule d’uovo da fecondare. ANOMALIE CROMOSOMICHE Se ci sono delle aneuploidie, ovvero anomalia numerica nei cromosomi si possono creare problemi. Queste anomalie avvengono per non disgiunzione, ovvero che durante la meiosi I quando devono dividersi, o per mal disposizione, ci può essere o una trisomia o una monosomia. Aneuploidie autosomiche Trisomia 21
Ca
