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Cellula

Le scienze che studiano la cellula sono la citologia o l'istologia. Le cellule sono troppo piccole per poter essere viste a occhio nudo, quindi per osservarle c'è bisogno di un microscopio ( microbiologia/microscopia)
Es: cellula cubica
st (superficie totale)= 4 cm^2 x 6= 24cm^2
v (volume)= 2^3= 8cm^3
st/v =24/8=3 (spazio ha disposizione per fare gli scambi con l'esterno)

Se invece:
st=4cm^2 x 6=96 cm^2
v= 4^3=64cm^3
st/v= 96/64=1,5
La cellula si ingrandisce ma può scambiare molto meno materiale.
Quanto più piccola e più sottile è la cellula quanto più irregolare è la sua forma, tanto più è efficiente l'ingresso delle sostanze utili attraverso la membrana e la loro distribuzione all'interno della cellula stessa.
La cellula è la più piccola unità vivente, potenzialmente capace di sopravvivere da sola: essa possiede un'organizzazione complessa e un'attività metabolica che è in grado di percepire gli stimoli e di reagirvi, nonché di riprodursi.

Tutte le cellule hanno in comune le seguenti caratteristiche:
Membrana plasmatica: porzione esterna della cellula
1) isola la cellula dall'ambiente circostante in modo che le reazioni metaboliche al suo interno siano separate dall'ambiente esterno
2) attraverso un sistema di controllo selettivo, permette il passaggio di certe sostanze sia in ingresso, sia in uscita
proteine(impermeabili) + grassi (permeabili)= semipermeabile (fosfolipidi)
Regione che contiene il DNA: il DNA occupa una zona all'interno della cellula insieme alle altre molecole necessarie per leggere, copiare e trasferire le istruzioni ereditarie
Citoplasma: materiale semifluido allo stato di gel che contiene diversi componenti e comprende tutto ciò che sta all'interno della membrana plasmatica, eccetto la zona DNA
Organelli di tutte le cellule:
Mitocondri: sede della riproduzione energetica, prodotta sotto forma chimica (prima facevano parte del regno delle monere.
Ribosomi: organuli della sede della sintesi delle proteine
Lisosomi: vescicole dove avviene il catabolismo
Organuli di alcune cellule:
Cloroplasti: organelli per la fotosintesi
Vacuoli: cisterne che servono per l'ordine. Nelle cellule vegetali sono più grandi

Struttura nucleare:
Cellule eucariote: hanno un nucleo visibile e il DNA è racchiuso al suo interno
Cellule procariote: non hanno un nucleo visibile. Non vi è alcuna membrana di separazione tra la regione del DNA, detta nucleoide, e il citoplasma.


Membrana plasmatica:

All'interno e all'esterno della membrana plasmatica l'ambiente è fluido: questo è un fattore indispensabile per il buon funzionamento della cellula. La membrana non è una barriera solida e rigida, perchè deve consentire il passaggio selettivo di sostanze tra il citoplasma e i fluidi extracellulari. Tale caratteristica è garantita dalla presenza dei fosfolipidi. Un fosfolipide è una molecola costituita da una “testa” contenente fosforo, e due “code” di acido grasso. La testa è idrofila, le code idrofobe, immersi nell'acqua, i fosfolipidi si dispongono spontaneamente a formare un doppio strato, nel quale tutte le code idrofobe si trovano in mezzo a due strati di teste idrofile. Questa disposizione viene detta a doppio strato fosfolipidico. Al microscopio vediamo tre strati.

Cellule Eucariote:

La cellula è suddivisa in tanti organuli perchè molte delle reazioni che avvengono al suo interno sono incompatibili tra loro.
Organuli:
Cloroplasti: si trovano nelle cellule vegetali. Strutture specializzate nella produzione e nell'immagazzinamento di sostanze nutritive a partire dall'energia luminosa fornita dai raggi solari
Nucleo:
Carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici sono i principali “mattoni” dell'architettura cellulare. Ma, perchè una cellula possa sintetizzare e utilizzare tutte queste molecole per crescere, per sostituire le parti usurate e per riprodursi, è indispensabile 'azione di proteine particolari, gli enzimi. Tutte le strutture e le funzioni delle cellule hanno alla loro base delle proteine, e le istruzioni per assemblare le proteine sono contenute nel DNA. Nelle cellule eucariote il nucleo isola in DNA, che nella vita della cellula svolge le seguenti funzioni:
porta le informazioni ereditarie che determinano se una cellula si svilupperà o sarà parte di un riccio di mare, di una felce o di un capriolo. Quando una cellula si divide, queste informazioni vengono trasmesse alle nuove cellule
esercita una continua influenza sulle attività svolte dalla cellula, garantendo in ogni momento la presenza delle molecole necessarie al momento giusto per svolgere una determinata funzione (sintesi delle proteine)
Struttura membrana nucleare:
La parte più esterna del nucleo è la membrana nucleare. E' una struttura formata da un doppio strato lipidico, in cui sono immerse diverse proteine nucleari; questa doppia membrana racchiude la parte fluida del nucleo, il nucleoplasma. La superficie esterna della membrana nucleare è costellata di ribosomi. I ribosomi sono organuli all'interno dei quali gli amminoacidi vengono assemblati in proteine seguendo le informazioni opportunamente trascritte dal DNA all'RNA e poi tradotte. Il numero dei ribosomi presenti in una cellula è in funzione del numero di proteine che essa sintetizza.

ATP:
E' la moneta energetica della cellula. Questo nucleotide è in grado di fornire l'energia necessaria al funzionamento della cellula. Ogni molecola di ATP consiste di uno zucchero a 5 atomi ci carbonio (ribosio) unito ad una base azotata(adenina) legata a tre gruppi di fosfato.

Trasporto passivo:
Quando si ha un flusso di sostanze all'interno di proteine di membrana, si parla di trasporto attivo. Non comporta alcun dispendio di energia.

Trasporto attivo:
Quando il passaggio avviene contro il gradiente di concentrazione è necessario “pompare” energia affinchè avvenga il trasporto. Il trasporto attivo serve a mantenere particolari gradienti di concentrazione di soluti che favoriscono determinate attività cellulari.

Osmosi:
L'acqua è la sostanza più abbondante nei viventi spesso transita attraverso le membrane cellulari. L'osmosi è la diffusione delle molecole d'acqua tra due regioni separate da una membrana semipermeabile, nel caso in cui tra una regione e l'altra vi sia una gradiente di concentrazione. Se due soluzioni a diversa concentrazione sono separate da una membrana semipermeabile, si verifica spontaneamente un movimento di acqua della soluzione meno concentrata a quella più concentrata.
Soluzione ipotonica: minore concentrazione di soluti
Soluzione ipertonica: maggiore concentrazione di soluti
Soluzione isotoniche: stessa concentrazione dei soluti
L'acqua tende a diffondere dai fluidi ipotonici a quelli ipertonici.

Batteri:
Si dividono secondo e forme in :
cocchi
diplococchi
bacilli streptococchi
spirilli stafilococchi
vibrioni
strepto-bacilli

Microscopio
- Ottico: consente di osservare una cellula solo se questa è abbastanza sottile da permettere alla luce di attrarla; inoltre, per riconoscerne le diverse parti, queste devono differire sufficentemente per colore e densità rispetto allo sfondo. Dato che la maggior parte della cellula è uniformemente incolore e densa, occorre quasi sempre trattarla con appositi coloranti che reagiscono con talune parti della cellula e non altre; questa operazione, tuttavia, può modificare le parti della cellula. I microscopi ottici posso ingrandire fino a 2000 volte

- Elettronico: permette oltre che di osservare le forme a elevati ingrandimenti, anche di ottenere immagini tridimensionali.

Descrizione:
base: a ferro di cavallo pesante
colonna: perpendicolare alla base. Superiormente porta una vite micrometrica che, permette di eseguire spostamenti sul tubo portalenti. Inferiormente la vite micrometrica per spostamenti piccoli
tavolino: serve per sostenere il preparato microscopico
tubo portalenti: sostiene il portaobiettivi , superiormente regge l'oculare
Sistema illuminazione:
specchio doppio con una faccia piana e l'altra concava
diaframma a iride: permette di aumentare o ridurre il fascio luminoso proiettato dallo specchio
Sistema ottico:
obbiettivi: situati inferiormente e avvitati nel tubo portalenti. Portano le indicazioni relative all'ingrandimento di cui sono capaci.
Oculari: sono posti nella parte superiore del tubo portalenti e sono di diversi tipi.
L'ingrandimento totale fornito da un microscopio è dato, quindi, dal prodotto dei due ingrandimenti parziali prodotti dall'obbiettivo e dall'oculare.
Potere di risoluzione delle lenti: capacità che esse hanno di separare e distinguere due oggetti; tute le lenti hanno un determinato potere di risoluzione.

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