Microscopia e virus | Appunti di Citologia

Citologia (lezione 2)

Abbiamo già parlato delle strutture citologiche osservabili in vari modi; sappiamo che, i primi

strumenti di osservazione di un uomo, sono gli occhi, ma, lì dove gli occhi non riescono ad arrivare

subentra l’utilizzo del microscopio ottico (o fotonico, cioè che utilizza la fonte luminosa), che

ovviamente subentrerà subito dopo l’osservazione di soggetti che hanno dimensioni minori del mm

(quindi strutture con il micron). Il primo microscopio ottico possedeva un solo oculare ed utilizzava

come fonte luminosa la luce del sole, il processo di utilizzo consisteva nel porre il microscopio verso

la finestra, e il microscopio alla base aveva uno specchietto con una parte concava che aveva il

compito di raccogliere il fascio luminoso e proiettarlo verso l’alto, per investire il vetrino e

permettere un’osservazione per trasparenza. (in seguito, subentrò l’utilizzo della lampada, che

sostituiva il compito della luce solare). Abbiamo detto che il microscopio ottico interviene per

l’osservazione di strutture con dimensioni appartenenti al µm (micron), ma esistono strutture con

dimensioni ancora minori, ed è qui che subentra l’utilizzo del microscopio elettronico, che può

essere di due tipologie, a scansione e a trasmissione (TEM). Il microscopio a trasmissione compie una

sorta di radiografia, poiché mi permette di vedere la struttura in analisi al suo interno. Il microscopio

a scansione, invece, ci permette di fare, appunto, una scansione della superficie della nostra

struttura da analizzare, e dunque mi permette di vedere la sua superficie. La sorgente energetica del

microscopio elettronico è l’energia degli elettroni. (Sia elettroni che fotoni, nel sistema

microscopico, lavorano sottovuoto)

Ad esempio:

I linfociti (o gli emociti negli invertebrati): hanno una dimensione di circa 5mm, si osservano tramite

il microscopio ottico

Le cellule uovo: possono essere osservate ad occhio nudo

Se osserviamo una cellula al microscopio ottico, colorandola, vediamo solo nucleo e citoplasma

senza riuscire a vedere gli organuli (difatti i vecchi ricercatori sostenevano che il citoplasma era

otticamente vuoto) sappiamo che essi hanno dimensioni minori del micron, dunque abbiamo

bisogno di utilizzare il microscopio elettronico. Un esempio concreto è l’osservazione del nostro dito;

se osserviamo il nostro dito ad occhio nudo, l’unica cosa che riusciremo a vedere sono i solchi

caratteristici delle nostre dita, le così dette impronte digitali. Ma se volessimo osservare l’epitelio

con più precisione avremmo bisogno dell’aiuto del microscopio ottico, ma se volessi andare a vedere

le cellule che compongono l’epitelio che sto osservando ho bisogno dell’utilizzo del microscopio

elettronico.

Unità di misura biologiche

Le unità di misura utilizzate in biologia sono:

• il micron o micrometro (µm)= 0,001 mm (millesimo di millimetro)

• il nanometro (nm)= 0,001 µm (millesimo di micrometro)

Potere di risoluzione:

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Citologia (lezione 2) Abbiamo già parlato delle strutture citologiche osservabili in vari modi; sappiamo che, i primi strumenti di osservazione di un uomo, sono gli occhi, ma, lì dove gli occhi non riescono ad arrivare subentra l’utilizzo del microscopio ottico (o fotonico, cioè che utilizza la fonte luminosa), che ovviamente subentrerà subito dopo l’osservazione di soggetti che hanno dimensioni minori del mm (quindi strutture con il micron). Il primo microscopio ottico possedeva un solo oculare ed utilizzava come fonte luminosa la luce del sole, il processo di utilizzo consisteva nel porre il microscopio verso la finestra, e il microscopio alla base aveva uno specchietto con una parte concava che aveva il compito di raccogliere il fascio luminoso e proiettarlo verso l’alto, per investire il vetrino e permettere un’osservazione per trasparenza. (in seguito, subentrò l’utilizzo della lampada, che sostituiva il compito della luce solare). Abbiamo detto che il microscopio ottico interviene per l’osservazione di strutture con dimensioni appartenenti al μm (micron), ma esistono strutture con dimensioni ancora minori, ed è qui che subentra l’utilizzo del microscopio elettronico, che può essere di due tipologie, a scansione e a trasmissione (TEM). Il microscopio a trasmissione compie una sorta di radiografia, poiché mi permette di vedere la struttura in analisi al suo interno. Il microscopio a scansione, invece, ci permette di fare, appunto, una scansione della superficie della nostra struttura da analizzare, e dunque mi permette di vedere la sua superficie. La sorgente energetica del microscopio elettronico è l’energia degli elettroni. (Sia elettroni che fotoni, nel sistema microscopico, lavorano sottovuoto) Ad esempio: I linfociti (o gli emociti negli invertebrati): hanno una dimensione di circa 5mm, si osservano tramite il microscopio ottico Le cellule uovo: possono essere osservate ad occhio nudo Se osserviamo una cellula al microscopio ottico, colorandola, vediamo solo nucleo e citoplasma senza riuscire a vedere gli organuli (difatti i vecchi ricercatori sostenevano che il citoplasma era otticamente vuoto) sappiamo che essi hanno dimensioni minori del micron, dunque abbiamo bisogno di utilizzare il microscopio elettronico. Un esempio concreto è l’osservazione del nostro dito; se osserviamo il nostro dito ad occhio nudo, l’unica cosa che riusciremo a vedere sono i solchi caratteristici delle nostre dita, le così dette impronte digitali. Ma se volessimo osservare l’epitelio con più precisione avremmo bisogno dell’aiuto del microscopio ottico, ma se volessi andare a vedere le cellule che compongono l’epitelio che sto osservando ho bisogno dell’utilizzo del microscopio elettronico. Unità di misura biologiche Le unità di misura utilizzate in biologia sono:

il micron o micrometro (μm)= 0,001 mm (millesimo di millimetro)
il nanometro (nm)= 0,001 μm (millesimo di micrometro) Potere di risoluzione:

È la distanza minima di due oggetti che possono essere distinti. (ad esempio, se facciamo una foto con il nostro cellulare e effettuiamo uno zoom, ad un certo punto la foto verrà sgranata, poiché vi è una soglia del potere di risoluzione) I virus: I virus non sono delle vere e proprie cellule, poiché per cellula si intende un organismo capace di compiere tutte le funzioni (AUTONOMAMENTE) vitali necessarie per la loro sopravvivenza e la riproduzione. (esistono anche cellule che nascono con un programma di morte, come le cellule di rivestimento, o le cellule epiteliali, cellule del sangue, alcune cellule del sistema nervoso, e appunto ci sono altre cellule che sostituiscono le cellule morte, anche se potrebbe esserci un deficit di queste cellule sostitutive) I virus, non sono vere e proprie cellule, poiché non possiedono l’autonomia di una cellula, non sono cellule che possono, infatti, riprodursi in maniera autonoma. I virus sono organismi parassiti intracellulari obbligati (obbligati per vivere), infatti per poter sopravvivere e riprodursi hanno bisogno di dovere ‘’parassitare’’ altre cellule che svolgono le funzioni vitali in autonomia. Sono parassiti perché contengono un solo acido nucleico, o un RNA o un DNA. Il Covid-19, per la fattispecie possiede un RNA. Organizzazione dei virus: I virus sono capaci di infettare sia i procarioti che gli eucarioti. Possiedono un’organizzazione non cellulare, si moltiplicano, come abbiamo già detto possiedono un solo acido nucleico, e proprio per questo non possiedono un sistema metabolico proprio, difatti, ciò che fanno, dopo aver infettato un organismo, è appropriarsi del metabolismo della cellula parassitata, svolgendo il metabolismo della cellula ospitante. Morfologia dei virus: La loro morfologia può essere svariata, elicoidale, icosaedrica, rivestita e complessa. Un esempio di virus rivestito è proprio il corona virus. Questo rivestimento presenta una serie di elementi che svolgono la funzione di recettori, che agevolano l’attaccamento del virus ad una cellula, è dunque più semplice per un virus rivestito poter parassitare la cellula ospitante. Le dimensioni dei virus: I virus possiedono una dimensione di 10-30nm circa, sappiamo che una struttura che possiede dimensioni minori del μm non possono essere osservate tramite l’utilizzo del microscopio ottico, infatti, per l’osservazione delle strutture virali dovremo utilizzare il microscopio elettronico. La struttura: Comunemente un virus presenta una testa in cui è contenuto l’unico acido, ed è dunque la parte più importante, tutto il resto serve per poter aderire e legarsi alla cellula ospitante e poter iniettare, attraverso il corpo, il suo unico acido nucleico. Come agisce il nostro virus?

Citoplasma contenente ribosomi: formato da cytosol e particelle insolubili in composizione. Il cytosol ha una composizione molto semplice
Nucleoide: qui si concentra il DNA che troveremo attaccato alla membrana plasmatica. (ricordiamo che nei procarioti si trova UN’UNICA molecola CIRCOLARE) Ciò che differenzia la cellula procariotica da quella eucariotica è la TOTALE ASSENZA di COMPARTIMENTAZIONE e dunque di cito membrane interne. Appendici esterne:
Pili
Flagelli Entrambe le appendici sono deputate al movimento ed i pili si crede che siano utili alla cellula per l’adesione sulle superfici. Rivestimenti esterni: (elenco dall’interno verso l’esterno)
Membrana plasmatica
Parete cellulare: funzione protettiva
Membrana esterna: da essa vediamo la patogenicità.
Capsula: aiuta le adesioni ai substrati (difatti è formata da polisaccaridi), sono utili alla difesa della cellula RIPRODUZIONE PROCARIOTICA:
Scissione binaria: divisione di due cellule UGUALI
Gemmazione: la produzione di due cellule più piccole da una cellula più grande detta cellula Madre.
Ricombinazione genetica: avviene con lo scambio del DNA tra due cellule differenti. CELLULA EUCARIOTICA: La cellula eucariotica è molto più complessa rispetto alla cellula procariotica. All'interno di essa troviamo la compartimentazione, in cui vi sono delle vescicole, un reticolo endoplasmatico (liscio e rugoso), abbiamo i ribosomi, mitocondri, un apparato di Golgi, una membrana plasmatica, E UN NUCLEO. All’interno della cellula esistono degli scambi continui che permettono che tutti questi compartimenti possano comunicare tra loro. Dunque, non solo le cellule comunicano tra loro ma vi è persino una comunicazione tra il mondo interno e il mondo esterno e tra i vari compartimenti. (ad esempio, il reticolo endoplasmatico e il Golgi) Per queste comunicazioni la cellula procariotica è molto più complessa della cellula eucariotica, infatti dobbiamo considerare che ogni microambiente è differente dall’altro, e possono presentare un grado di PH diverso, una temperatura differente, e queste sono condizioni che influenzano le reazioni che avvengono all’interno della cellula e dei microambienti. Ad esempio, i lisosomi, che sono delle vescicole che presentano un ambiente molto acido (di PH2= all’acido cloridrico). Ma

perché vi è un ambiente così pericoloso all’interno di un microambiente? Perché quando entra un materiale esterno all’interno della cellula i lisosomi si mettono in azione per eliminarlo; oppure, all’interno della cellula, possono esistere degli elementi invecchiati, che potendo essere dannosi per la cellula vengono eliminati dai lisosomi. L’importante è che tali vescicole restino circoscritte e isolate. Nel momento in cui subentra la morte di un individuo, ad esempio, questi lisosomi si lisano, e il liquido acido contenuto all’interno di essi va a deteriorare e decomporre la cellula. Se noi vogliamo dunque fare un preparato che sia veritiero dobbiamo utilizzare dei fissativi che servono a bloccare l’intervento dei lisosomi. Abbiamo dunque dei microambienti che presentano dei PH acidissimi e altri che hanno PH neutro, poiché ogni microambiente è deputato a dei compiti ben precisi che alle volte necessitano un ambiente acido altre no. Negli eucarioti troviamo:

Le compartimentazioni delimitate da membrane, cito membrane, che hanno struttura simile alla membrana citoplasmatica!
Ribosomi
Citoscheletro
Inclusi
Mitocondri
NUCLEO!
Processo di differenziazione cellulare. (processo molto importante!! Poiché porta a far sì che dalle cellule staminali, di cui è formato un individuo prima ancora di diventare un organismo adulto, vanno a costruirsi le cellule che andranno a costituire un tessuto. Le cellule che costituiscono un determinato tessuto devono avere un loro carattere ben preciso. Da cellula adulta diventerà (a seconda del tessuto che dovrà creare) cellula epiteliale, cellula del sangue, cellula nervosa e così via. NOTA: piante, animali, funghi e protisti possiedono cellule eucariotiche. Esistono, inoltre, due differenti tipologie di cellula: ANIMALE E VEGETALE che presentano delle differenze che adesso andremo a vedere. La cellula animale e la cellula vegetale sono praticamente uguali, in più la cellula vegetale vi sono i plastidi, che sono delle strutture deputate alla funzione della cellula, come la fotosintesi, i cloroplasti e i vacuoli che sono più grandi e in maggiori quantità rispetto a quelli contenuti, se contenuti, nelle cellule animali (questo perché la cellula vegetale non può muoversi, dunque nei vacuoli è contenuta una riserva). Nella cellula vegetale vi è una parete, formata da cellulosa, che protegge la cellula immobilitata. Nella cellula animale possiamo avere una struttura in cui vi un apice con delle strutture che si chiamano microvilli e una base di introflessioni (microvilli al contrario, invece di fuoriuscire sono rivolti verso l’interno). Questa diversa morfologia, apicale e basale è legata ad una doppia funzione dell’enterocita, che ha la capacità di far entrare sostanze che vengono elaborate al suo interno e che poi vengono rilasciate dalle introflessioni. Abbiamo una doppia funzione, di endocitosi (di ingresso di sostanze) e di esocitosi (di fuoriuscita delle sostanze elaborate). Queste cellule si chiamano enterociti e si trovano nel rivestimento dell’intestino tenue, lì dove arrivano le sostanze deputate alla digestione che devono essere assorbite dai microvilli, elaborate all’interno della cellula e rimesse in circolazione all’interno dell’organismo. (NON TUTTE LE CELLULE POSSIEDONO TALE FORMA, QUESTA FORMA DIPENDE DALLA FUNZIONE) La forma delle cellule eucariotiche può cambiare per varie motivazioni:

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