Appunti di Biologia giand it

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LA CELLULA,1 1 Introduzione, A prescindere dalla loro diversit tutti gli organismi viventi dal pi semplice al pi. complesso sono composti da unit elementari microscopiche dette cellule La cellula si pu. considerare come la pi piccola entit vivente in quanto in essa sono presenti tutte le strutture. necessarie per lo svolgimento della vita anche se negli organismi complessi una singola cellula in. grado di vivere solo se fa parte di un insieme organizzato tessuto organo apparato. Esaminando la cellula di qualsiasi organismo si osserva che composta fondamentalmente da. elementi presenti in tutte le cellule di cui parleremo pi avanti e che i costituenti chimici. macromolecolari sono sempre gli stessi proteine glucidi lipidi e acidi nucleici Si osserva anche. che il sistema di informazione di tutte le cellule basato sulla struttura degli acidi nucleici ovvero. sulla sequenza dei nucleotidi Questa sequenza detta codice genetico. In definitiva se si confrontano a livello microscopico e molecolare si pu dire che gli. organismi viventi sono meno diversi di quanto lo siano in apparenza Le moderne teorie sull origine. della vita assumono che tutti gli organismi viventi abbiano un antenato comune che si identifica in. una cellula molto semplice i cui discendenti nel corso di miliardi di anni si sono differenziati. giungendo all attuale diversit biologica,1 2 Le dimensioni e la forma delle cellule. La cellula un entit microscopica non visibile ad occhio nudo Le sue dimensioni sono. dell ordine del millesimo di millimetro perci si usa come unit di misura il micrometro o micron. 1 m 10 6 m La maggior parte delle cellule ha dimensioni comprese fra 10 e 20 m tuttavia vi. sono anche cellule pi piccole come quelle dei batteri le cui dimensioni sono dell ordine di 1 m. o cellule molto pi grandi come quelle nervose che possono superare il metro di lunghezza. Tuttavia anche le cellule pi lunghe non sono comunque visibili ad occhio nudo perch non si pu. apprezzare la loro larghezza, La ragione di queste dimensioni risiede nella necessit di garantire la funzionalit della. cellula Una cellula non pu essere pi piccola di un certo limite perch deve poter contenere un. numero di molecole tale da costituire tutti gli elementi strutturali necessari alla sua vita D altra. parte una cellula non pu essere pi grande di un certo limite perch deve essere garantito un. determinato rapporto tra la superficie esterna e il volume Una cellula gigante non sarebbe in grado. di vivere perch ha una superficie troppo piccola in rapporto al suo volume in altri termini non. sarebbe in grado di assorbire tutte le sostanze di cui ha bisogno per nutrirsi e non riuscirebbe ad. eliminare tutte le sostanze di scarto prodotte al suo. interno Le cellule normali sono perci, relativamente piccole e sferiche Quando una cellula. deve aumentare le sue dimensioni per determinati,scopi assume forme particolari che le consentono.
comunque di mantenere elevato il rapporto tra la sua. superficie e il volume effettivo e permettere che le. sostanze al suo interno debbano percorrere una, distanza molto breve per raggiungere qualsiasi punto. della cellula Fig 1,La forma di una cellula strettamente. dipendente dalla funzione che deve svolgere Le Fig 1 Forme e dimensioni delle cellule. 2 Appunti di Biologia Giancarlo Dess 2012 Licenza Creative Commons BY NC SA. cellule prive di specializzazione sono di forma sferoidale o leggermente allungate caratteristica che. permette loro di mantenere minimo il rapporto superficie volume ma compatibilmente con la. necessit di garantire gli scambi con l esterno in modo ottimale Cellule specializzate. nell assorbimento o nella produzione possono per avere forme che modificano questo rapporto allo. scopo di aumentare la superficie esposta in questo caso la superficie presenta ripiegamenti e. prolungamenti detti villi i quali hanno lo scopo di intensificare gli scambi con l esterno rilascio o. assorbimento di sostanze In altri casi l aumento di dimensione si accompagna all acquisizione di. forme particolari necessarie a svolgere determinate funzioni es trasporto trasmissione di. informazioni ecc,1 3 Il livello di organizzazione, Gli organismi viventi che conosciamo meglio hanno dimensioni macroscopiche perch il loro. corpo formato da un numero elevato di cellule L organizzazione pluricellulare un espediente. sviluppato dagli organismi viventi per adattarsi a vivere in modo pi efficiente in ambienti che. altrimenti sarebbero proibitivi Un organismo unicellulare per la sua semplicit molto esigente e. pu vivere solo in un ambiente di determinate caratteristiche Piccole modifiche di questo ambiente. ne provocano la morte, Un organismo pluricellulare complesso invece in grado di vivere con successo anche in. ambienti differenti o proibitivi Si pensi ad esempio ad un animale terrestre il suo corpo. organizzato in modo da potersi muovere in un ambiente privo di acqua proteggersi dal. disseccamento prendere in modo attivo gli alimenti utilizzare l ossigeno dell atmosfera eliminare. le sostanze di scarto nell ambiente riconoscere l ambiente esterno e reagire attivamente alle sue. variazioni ecc L insieme delle sue cellule per poter vivere deve per avere dei livelli di. organizzazione che prevedano la specializzazione delle cellule ciascuna svolge una funzione. necessaria a tutto l insieme e deve poter operare sinergicamente con altre cellule simili che svolgono. la stessa funzione, Le cellule si riuniscono perci in tessuti che a loro volta si organizzano per formare organi a.
loro volta facenti parte di sistemi o apparati l apparato digerente composto da cellule che si. coordinano per procurare le sostanze nutritive necessarie a tutto il corpo il sistema circolatorio. composto da cellule che si coordinano per trasportare l ossigeno e le sostanze nutritive a tutto il. corpo e cos via Nessuna di queste cellule da sola sarebbe in grado di vivere. 1 4 Cellule procariote e eucariote, Una cellula in grado di vivere autonomamente possiede sempre alcune strutture necessarie a. isolarla dall esterno e regolare gli scambi di materia in entrata e uscita a svolgere le funzioni. necessarie alla propria vita a conservare e trasmettere con la riproduzione le istruzioni relative a. come deve essere fatta e come deve funzionare istruzioni genetiche. 1 un involucro rappresentato da una membrana lipoproteica detta membrana cellulare o. membrana plasmatica La membrana isola la cellula dal mezzo esterno e regola in modo. selettivo il flusso di sostanze che devono attraversarla. 2 una o pi molecole di DNA la cui struttura sotto forma di sequenza di nucleotidi definisce. l insieme delle istruzioni genetiche Il DNA all occorrenza viene letto per ottenere le. informazioni su come deve essere costruita una proteina che contribuir in qualche modo a. determinare la forma e il funzionamento della cellula Il DNA all occorrenza viene anche. duplicato in modo che le due copie siano trasmesse alle cellule che deriveranno dalla. 3 un corpo cellulare In esso contenuto il citoplasma una sostanza fluida contenente gli enzimi. proteine da cui dipende lo svolgimento di tutte le funzioni vitali della cellula e i ribosomi. corpuscoli composti da RNA necessari per la costruzione delle proteine. 3 Appunti di Biologia Giancarlo Dess 2012 Licenza Creative Commons BY NC SA. La struttura interna di una cellula si complica notevolmente. quando presente un sistema di membrane interno che. suddivide la cellula in pi compartimenti determinando la. presenza di strutture interne complesse dette organelli cellulari. Su tale base gli organismi viventi si distinguono in due gruppi. A Organismi unicellulari formati da cellule procariote. B Organismi unicellulari o pluricellulari formati da cellule. Al primo gruppo appartengono i Batteri al secondo i. Protisti i Funghi le Piante gli Animali La cellula procariote. come vedremo pi piccola ed priva di membrane interne. perci strutturalmente pi semplice della cellula eucariote. anche se vi sono numerose altre differenze di tipo biochimico. Cellule procariote e eucariote tuttavia hanno in comune le tre Fig 2 Struttura di un fosfolipide. strutture fondamentali elencate in precedenza ovvero la in rosso la testa idrofila in grigio. membrana cellulare il codice genetico sotto forma di DNA e il le code idrofobe C colina P. corpo cellulare contenente enzimi e ribosomi gruppo fosfato G glicerolo AG. acidi grassi,1 5 La membrana cellulare, La membrana cellulare una pellicola semifluida la cui struttura di base composta da due. strati sovrapposti di molecole di fosfolipidi La sua formazione una conseguenza della. disposizione spontanea dei fosfolipidi in un mezzo acquoso Un fosfolipide formato da una testa. idrofila o polare ricca di atomi di ossigeno e due code idrofobe o apolari composte dalle catene. di atomi di carbonio e idrogeno di due molecole di acido grasso Fig 2 Le molecole dei. fosfolipidi in un mezzo acquoso si dispongono su due strati in modo da formare una pellicola. continua avvolta a sfera che rivolge le teste idrofile verso l esterno e verso l interno Il doppio. strato di teste idrofile racchiude al suo interno il doppio strato di code idrofobe separandolo dal. mezzo acquoso e formando cos un sistema in equilibrio. La membrana cellulare un sistema complesso in grado di proteggere la cellula isolandola dal. mezzo esterno e al tempo stesso garantire lo svolgimento di tutti i processi biochimici che. coinvolgono le relazioni tra cellula e ambiente esterno. a ingresso controllato di sostanze, b uscita di sostanze di scarto o sostanze prodotte. c supporto a processi biochimici di membrana, d supporto a recettori di membrana che ricevono segnali dall esterno. e ancoraggi o altro tipi di collegamento con cellule vicine. Tali funzioni non possono essere svolte da una membrana semplice composta solo da. fosfolipidi Ad esempio mentre i lipidi attraversano spontaneamente la membrana perch lo strato. interno permeabile a queste sostanze l acqua gli zuccheri i sali minerali e in generale tutte le. molecole polari non riuscirebbero ad attraversarla perch sono respinte dalle code idrofobe. La membrana perci disseminata di molecole di proteine che si posizionano nello strato. esterno o in quello interno oppure l attraversano per tutto lo spessore Queste proteine fanno da. supporto ad enzimi e a recettori chimici formano ponti per il trasporto selettivo delle sostanze. formano microtubuli di collegamento ecc La membrana si presenta perci come una pellicola. fluida composta dal doppio strato di fosfolipidi in cui sono immerse le molecole proteiche a cui. demandata la maggior parte delle funzioni attive svolte dal sistema Queste proteine sono di due. tipi proteine globulari provviste di struttura terziaria o quaternaria e proteine fibrose provviste. di struttura secondaria ad elica Fig 3, 4 Appunti di Biologia Giancarlo Dess 2012 Licenza Creative Commons BY NC SA.
Fig 3 Struttura fondamentale di una membrana biologica. Nelle cellule animali la struttura della membrana complicata dalla presenza di molecole di. colesterolo immerse nello strato apolare mentre sia sulle teste polari sia sulle proteine sono legate. piccole molecole di carboidrati zuccheri e oligosaccaridi. Le proteine della membrana sono distinte in, a proteine strutturali svolgono funzioni di collegamento con altre cellule es proteine. b enzimi di membrana svolgono funzioni di catalizzatori biologici per processi biochimici. che richiedono un piano di lavoro, c recettori svolgono funzioni di comunicazione con il mezzo esterno ricevendo segnali di. tipo chimico, d proteine di trasporto svolgono funzioni di regolazione degli scambi di materia agendo. come canali trasporto passivo o pompe trasporto attivo di molecole polari. 1 6 La cellula procariote, La cellula procariote presente in tutti i batteri ha una struttura relativamente semplice. caratterizzata dall assenza di membrane interne e quindi di organelli cellulari Fig 4. La membrana cellulare rivestita da un involucro semirigido detto parete cellulare. composta da un reticolo di zuccheri e piccole catene di amminoacidi oligopeptidi perci di. natura glicoproteica Talvolta presente un ulteriore involucro esterno di consistenza gelatinosa. detto capsula, Dalla membrana cellulare traggono origine dei filamenti di diversa lunghezza i flagelli e i.
pili I flagelli sono filamenti piuttosto lunghi presenti in numero di uno o pi oppure assenti usati. dalla cellula come un elica per muoversi I pili singolare pilo sono invece brevi filamenti con. funzione adesiva sono usati dalla cellula per aderire ad un substrato o ad altre cellule Talvolta sono. usati per trasferire frammenti di DNA da una cellula ad un altra pili sessuali Sia i pili sia i flagelli. emergono dalla parete e non sono avvolti da membrane. All interno della membrana il corpo cellulare composto da un unico citoplasma un mezzo. fluido in cui sono disperse tutte le strutture, i ribosomi sono corpuscoli usati per la sintesi delle proteine. gli enzimi sono molecole proteiche che svolgono la funzione di catalizzatori. il cromosoma batterico detto pi propriamente nucleoide composto da un unica. molecola circolare di DNA contenente tutte le informazioni genetiche necessarie alla vita della. 5 Appunti di Biologia Giancarlo Dess 2012 Licenza Creative Commons BY NC SA. Fig 4 Struttura di una cellula procariote Autore Mariana Ruiz Villarreal. i plasmidi sono piccole molecole di DNA circolare contenenti informazioni genetiche . Appunti di Biologia La cellula La cellula eucariote Il flusso di energia materia e informazione Cariologia La divisione cellulare e la riproduzione

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