Cellula

LA CELLULA

venerdì 23 ottobre 2020 15:23

Secondo la teoria cellulare, le cellule sono gli elementi costitutivi di tutti gli organismi viventi. La teoria cellulare si fonda su 3 concetti:

1. Le cellule sono gli "elementi strutturali" delle piante e degli animali
2. Le cellule hanno origine dalla divisione di cellule preesistenti
3. Le cellule sono le più piccole unità strutturali in grado di svolgere tutte le funzioni vitali

Nel corpo umano ci sono 2 tipi di cellule: sessuali e somatiche

2.0 CITOLOGIA

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• È la più piccola unità strutturale e funzionale del corpo umano, capace di vita autonoma, costituita da una membrana che chiude verso l'esterno
• È in grado di assumere sostanze nutritive, di convertirle in energia, di svolgere funzioni specializzate e di riprodursi se necessario
• Esistono organismi unicellulari (batteri e protozoi): vita definita da 1 sola cellula con tutti le stesse caratteristiche
• Organismi pluricellulari: formati da più cellule specializzate

2.1 COMPONENTI DELLA CELLULA

La cellula è divisa in:

• Membrana plasmatica
• Nucleo
• Citosplasma: 1. citosol 2. organuli

2.2 LA CELLULA EUCARIOTE

• Al microscopio ottico se ne riconoscono circa 200 tipi, con forma e funzioni diverse: per esempio le cellule sanguigne sono in gran parte tonde perché così riescono meglio a percorrere i vasi.
• È circondata da una membrana
• Un individuo è formato da circa diecimila miliardi di cellule, derivate da 44-45 divisioni dello zigote

2.3 MEMBRANA PLASMATICA:

Detta anche membrana cellulare e costituisce il limite esterno della cellula

È molto sottile e delicata.

Funzioni generali:

• Isolamento fisico--> doppio strato lipidico agisce come barriera fisica per separare interno della cellula dal circostante fluido extracellulare
• Regolazione degli scambi con l'ambiente--> controlla l'ingresso delle varie sostanze e l'eliminazione delle sostanze di scarto
• Sensibilità--> risente le modificazioni dell'ambiente extracellulare
• Comunicazioni cellula-cellula-->connessioni particolari tra 2 membrane cellulari adiacenti

Composizione:

• Fosfolipidi:
• Proteine
• Glicolipidi
• Steroidi

Fosfolipidi: la membrana è formata da un doppio strato fosfolipidico--> in ogni strato le molecole di fosfolipidi sono disposte in maniera tale che le teste si trovino in superficie e le code verso l'interno.

Ioni solubili e sostanze idrosolubili non possono attraversare la composizione lipidica poiché le code lipidiche sono idrofobe--> questo rende la membrana molto efficiente nell'isolare il citoplasma dall'ambiente circostante

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Proteine: ne esistono 2 tipi:

1. Proteine periferiche: attaccate alla superficie esterna o interna della membrana
2. Proteine integrali o transmembrana: immerse nella membrana. Alcune formano canali che permettono grazie alla diffusione facilitata il passaggio di molecole d'acqua, ioni, soluti, e piccole molecole in entrata e uscita.

Proteine: ne esistono 2 tipi:

1. Proteine periferiche: attaccate alla superficie esterna o interna della membrana

2. Proteine integrali o transmembrana: immerse nella membrana. Alcune formano canali che permettono grazie alla diffusione facilitata il passaggio di molecole d'acqua, ioni, piccoli composti idrosolubili verso l'interno o l'esterno della cellula.

• I canali possono essere regolati come se fossero una porta in grado di aprirsi e di chiudersi.

Funzione: comunicazione tra ambiente interno ed esterno, riconoscimento intercellulare, catalizzatori, siti recettoriali

Alcune proteine transmembrana possono specializzarsi come sistemi giunzionali, ossia punti di contatto e adesione tra cellule:

• Giunzioni occludenti o strette (tight junctions) Sigillano completamente lo spazio tra una cellula e l’altra attraverso la parziale fusione delle porzioni lipidiche della membrana e la mediazione di proteine integrali. Sono bande meccaniche di adesione paragonabili a strisce di velcro. Impediscono il passaggio di qualsiasi molecola; in particolare sono presenti in gran numero negli epiteli con funzioni assorbenti o secernenti, per evitare, ad esempio, che gli acidi digestivi demoliscano le cellule stesse o per impedire che i nutrienti diffondano tra una cellula e l’altra.

• Desmosomi Sono giunzioni strette focali, in quanto legano due cellule in un punto preciso, come bottoni automatici, mentre permettono il passaggio di molecole tutt’intorno. Sono forti da proteine integrali rinforzate sul versante intracellulare da filamenti intermedi del citoplasma. Si trovano abbondantemente tra le cellule epiteliali dell’epidermide. Gli emidesmosomi sono morfologicamente uguali, ma uniscono le cellule epiteliali al connettivo o alla membrana basale.

• Giunzioni gap o serrate o comunicanti Sono costituite da proteine transmembrana (connessione) che formano stretti canali di 1-2 nm di diametro attraverso cui possono transitare per diffusione ioni e piccole molecole. Queste giunzioni sono molto abbondanti nel tessuto muscolare liscio e cardiaco.

I sistemi giunzionali fanno parte delle cosiddette specializzazioni di membrana (o di superficie); particolari organizzazioni morfologiche di una parte di membrana funzionali ad un determinato compito. Le cellule che possiedono specializzazioni si dicono polarizzate.

• Sistemi giunzionali
• Microvilli: Estrofllessioni “a dito di guanto” della membrana cellulare che aumentano notevolmente la superficie di assorbimento. Normalmente sporgono verso cavità. Si possono trovare nell’intestino e nel nefrone.

• Ciglia e flagelli: funzionali alla motilità. In particolare le ciglia sono numerose estrofllessioni cilindriche della porzione apicale della cellula che oscillano in maniera metacrona per spostare fluidi e secrezioni presenti sulla superficie cellulare. Nelle vie respiratorie respingono verso la laringe il muco che ha intrappolato particelle estranee e polvere. I flagelli sono molto più lunghi delle ciglia. Ne è presente uno in ogni spermatozoo.

• Espansioni cellulari: non sono vere e proprie specializzazioni perché temporanee. Servono per l’adesione ai tessuti o per inglobare componenti extracellulari.

Permeabilità di membrana: processi attivi e passivi

• Le membrane cellulari hanno permeabilità intermedia= selettivamente permeabili: permette il passaggio solo ad alcune sostanze

Il passaggio attraverso la membrana può essere:

• PASSIVO: non è richiesta energia cellulare:

  • Diffusione: movimento di molecole da un'area ad elevata concentrazione a una con concentrazione minore.

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2.7 MITOCONDRI

• Producono ATP demolendo le molecole organiche attraverso una serie di reazioni chimiche che consumano ossigeno (O2) e producono anidride carbonica (CO2)

• Sono organuli di forme varie--> sono flessibili e plastici sparsi casualmente o localizzati, il loro numero è variabile a seconda del fabbisogno energetico ma mediamente 700 ed occupano il 20-30% del volume cellulare

• Sono delimitati da due membrane: una esterna liscia, con funzioni soprattutto protettive, e una interna sollevata in pieghe (criste mitocondriali), che aumentano la superficie e contengono le molecole necessarie alla respirazione cellulare e alla sintesi di ATP. Tali membrane determinano la formazione di uno spazio intermembranoso, più esterno, e uno spazio della matrice, interno.

• I mitocondri sono in grado di mantenersi autonomamente

• I mitocondri contengono enzimi, ribosomi propri e una piccola molecola di DNA mitocondriale geneticamente diverso dal DNA nucleare, che si può replicare autonomamente. Per spiegarne la presenza si può fare riferimento alla teoria dell'endosimbiosi: pare che questi organuli derivino da batteri fagocitati da procarioti di dimensioni maggiori, che poi si sono evoluti in simbiosi mutualistica.

• Il mitDNA può causare patologie cardiache, muscolari e oculari ed è ereditato esclusivamente dalla madre (che trasmette le malattie a tutti i figli); infatti penetra nell'ovulo solo il DNA dello spermatozoo, non i suoi organuli.

• Le reazioni che avvengono nei mitocondri sono finalizzate alla produzione di energia utilizzabile dall'organismo a partire da quella contenuta nel cibo ingerito.

2.8 CITOSCHELETRO

Il citoscheletro è una complessa rete di filamenti e tubuli proteici che consentono di sostenere strutturalmente la cellula, determinandone la forma e le eventuali modificazioni (struttura dinamica). Dirige gli spostamenti di sostanze all'interno della cellula ed è connesso alla matrice extracellulare mediante le proteine integrali.

Consta di quattro principali componenti:

• Microtubuli (25nm diametro esterno; 15nm diametro interno)

  • Si trovano in tutte le cellule e sono cilindri cavi costituiti da 13 protofilamenti di tubulina (esistono 2 tipi di tubulina[proteina] che sono alfa e beta e si legano alternativamente per formare protofilamenti) (in massima parte).

    Si formano in seguito all'aggregazione di diverse molecole di tubulina, ma non sono strutture permanenti, ma si modificano continuamente mediante il riassemblamento della tubulina.

    Funzione:

    1. conferiscono resistenza e rigidità alla cellula
    2. stabilizzano gli organuli nella loro posizione
    3. sono come una specie di binario per alcune molecole
    4. costituiscono il fuso mitotico
    5. sono i principali componenti strutturali di ciglia e flagelli.

• Filamenti spessi: Relativamente grossi composti dalla proteina miosina. Abbondanti nelle cellule muscolari dove interagiscono con filamenti di actina e producono potenti contrazioni

• Filamenti intermedi (8-10nm) Così definiti per le loro dimensioni, la loro composizione varia da un citotipo all'altro.

  Sono formati da diverse proteine e a seconda del tipo cellulare sono organizzati (nelle cellule epiteliali sono costituiti da cheratina,