Concetti Chiave
- Tutte le cellule svolgono funzioni essenziali come irritabilità, metabolismo, riproduzione e movimento.
- Il trasporto di sostanze attraverso la membrana plasmatica può avvenire in modo passivo (diffusione e filtrazione) o attivo, richiedendo energia.
- La pressione osmotica influisce sull'assunzione o perdita di acqua da parte delle cellule, a seconda della concentrazione dei soluti nelle soluzioni circostanti.
- La divisione cellulare comprende due fasi: la mitosi, che divide il nucleo, e la citodieresi, che divide il citoplasma, generando cellule figlie identiche.
- Nella sintesi proteica, il DNA fornisce le istruzioni tramite i geni, mentre l'RNA svolge ruoli chiave nel trasporto e nella costruzione delle proteine.
1.
Funzioni cellulari essenziali
Tutte le cellule presentano irritabilità, degradano sostanze nutritizie, eliminano prodotti di rifiuto, sono in grado di riprodursi, accrescersi, muoversi e attuare il metabolismo.
2. Trasporto di sostanze attraverso la membrana plasmatica:
a) I processi di trasporto passivo comprendono la diffusione e la filtrazione.
(1) La diffusione è il movimento di una sostanza da una regione in cui è più concentrata a una regione in cui è meno concentrata. La diffusione semplice è la diffusione attraverso la membrana plasmatica di soluti presenti in soluzione. La diffusione dell’acqua attraverso la membrana plasmatica è l’osmosi. La diffusione che richiede una proteina canale o una proteina trasportatrice è detta diffusione facilitata.
(2) La filtrazione è il movimento di sostanze attraverso una membrana da una regione a elevata pressione idrostatica a una regione in cui la pressione del liquido è minore. Nell’organismo, la forza che spinge la filtrazione è la pressione del sangue.
b) Il trasporto attivo e quello mediante vescicole impiegano energia (ATP) fornita dalla cellula.
(1) Nel trasporto attivo le sostanze attraversano la membrana contro il loro gradiente elettrico o di concentrazione per mezzo di proteine definite pompe dei soluti.
(2) I due tipi di trasporto mediante vescicole attivato dall’ATP sono l’esocitosi e l’endocitosi. L’esocitosi porta secreti o altre sostanze fuori dalla cellula; una vescicola delimitata da membrana si fonde con la membrana plasmatica, si apre ed emette il contenuto all’esterno della cellula. L’endocitosi, in cui dalla cellula vengono assunte particelle avvolte in un’invaginazione, che poi si richiude, della membrana plasmatica, comprende la fagocitosi (assunzione di particelle solide), la pinocitosi (assunzione di liquidi) e l’endocitosi mediata da recettori, che è altamente selettiva.
3.
Pressione osmotica e soluzioni
La pressione osmotica, che dipende dalla concentrazione dei soluti in una soluzione, determina il fatto che le cellule assumano o perdano acqua.
a) Le soluzioni ipertoniche contengono più soluti (e meno acqua) delle cellule. Immerse in queste soluzioni, le cellule perdono acqua per osmosi e si raggrinziscono.
b) Le soluzioni ipotoniche contengono meno soluti (e più acqua) delle cellule. Immerse in queste soluzioni, le cellule si rigonfiano e possono rompersi (lisi) perché in esse entra acqua per osmosi.
c) Le soluzioni isotoniche, che hanno la stessa proporzione di soluti e di solvente che ha la cellula, non causano modificazioni della forma cellulare.
4.
Divisione cellulare e mitosi
La divisione cellulare consta di due fasi, la mitosi (divisione del nucleo) e la citodieresi (divisione del citoplasma).
a) La mitosi inizia dopo che il DNA è stato duplicato (durante l’interfase) ed è costituita da quattro stadi: profase, metafase, anafase e telofase. Il risultato è la formazione di due nuclei figli, ciascuno identico al nucleo di partenza.
b) La citodieresi di solito inizia durante l’anafase, con la progressiva strozzatura del citoplasma che infine si divide in due.
c) La divisione mitotica aumenta il numero delle cellule per i processi di accrescimento e di riparazione.
5.
Sintesi proteica e ruolo del DNA
Nella sintesi delle proteine intervengono sia il DNA (i geni) sia l’RNA.
a) Un gene è un segmento di DNA che contiene le istruzioni per fabbricare una proteina. L’informazione è insita nella sequenza delle basi nei filamenti nucleotidici. Ogni sequenza di tre basi (tripletta) codifica un aminoacido nella proteina.
b) L’RNA messaggero porta le istruzioni per la sintesi proteica dal DNA (gene) ai ribosomi. L’RNA transfer trasporta gli aminoacidi ai ribosomi. L’RNA ribosomiale fa parte della struttura dei ribosomi e contribuisce a coordinare il processo di costruzione della proteina.
Domande da interrogazione
- Quali sono le funzioni cellulari essenziali?
- Come avviene il trasporto di sostanze attraverso la membrana plasmatica?
- Cosa determina la pressione osmotica nelle cellule?
- Qual è il processo della divisione cellulare?
- Qual è il ruolo del DNA nella sintesi proteica?
Le cellule presentano funzioni essenziali come irritabilità, degradazione di sostanze nutritizie, eliminazione di rifiuti, riproduzione, accrescimento, movimento e metabolismo.
Il trasporto può essere passivo, come la diffusione e la filtrazione, o attivo, che richiede energia (ATP). La diffusione include la diffusione semplice, l'osmosi e la diffusione facilitata, mentre il trasporto attivo utilizza pompe dei soluti.
La pressione osmotica, che dipende dalla concentrazione dei soluti, determina se le cellule assumono o perdono acqua. Soluzioni ipertoniche causano perdita d'acqua, mentre soluzioni ipotoniche possono farle rigonfiare e rompersi.
La divisione cellulare consiste in mitosi e citodieresi. La mitosi, che avviene dopo la duplicazione del DNA, si divide in quattro stadi e porta alla formazione di due nuclei figli, mentre la citodieresi divide il citoplasma.
Il DNA contiene i geni che forniscono le istruzioni per la sintesi delle proteine. L'RNA messaggero trasmette queste istruzioni ai ribosomi, dove l'RNA transfer porta gli aminoacidi necessari per la costruzione della proteina.
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