Cellula (parte II)

ENERGIA LUMINOSA

Questi tipi di energia devono essere convertiti, in modo tale che possano essere utilizzate dalle cellule. Alcuni processi di conversione avvengono nel CITOSOL, altri invece nei MITOCONDRI e nei CLOROPLASTI. L'energia chimica viene conservata nella molecola di ATP. L'energia chimica dell'ATP può essere utilizzata dalla cellula per far procedere diverse reazioni chimiche. I mitocondri e i cloroplasti si accrescono e si riproducono AUTONOMAMENTE. Essi contengono piccole quantità di DNA.

I MITOCONDRI: tutte le cellule EUCARIOTICHE contengono i MITOCONDRI. Questi organuli complessi sono la sede della RESPIRAZIONE AEROBICA, ossia un processo che richiede ossigeno e consiste in una serie di reazioni che trasformano l'energia chimica presente nel cibo (es. glucosio) in ATP. Durante la respirazione aerobica, gli ATOMI DI OSSIGENO e di CARBONIO vengono RIMOSSI dalle molecole di cibo e CONVERTITI in ANIDRIDE CARBONICA ed ACQUA. I mitocondri hanno dimensioni.

variabili; sono in grado di cambiare forma e dimensione molto rapidamente e si REPLICANO PER DIVISIONE.

Ciascuno di essi è circondato da una DOPPIA MEMBRANA che dà origine a 2 compartimenti distinti:

1. SPAZIO INTERMEMBRANA si forma tra la membrana interna e quella esterna
2. MATRICE compartimento circondato dalla membrana interna. Contiene enzimiche degradano le molecole alimentari e convertono la loro energia in altre forme di energia chimica.

La MEMBRANA MITOCONDRIALE ESTERNA è liscia e permette il passaggio di molte molecole di piccole dimensioni.

La MEMBRANA MITOCONDRIALE INTERNA è impermeabile, quindi può essere attraversata solo da alcuni tipi di molecola. Essa è ripiegata per formare estroflessioni, chiamate creste mitocondriali, che si estendono all'interno della matrice.

I mitocondri svolgono un ruolo importante nella MORTE CELLULARE PROGRAMMATA, chiamata apoptosi.

Apoptosi parte dello sviluppo normale e del bilanciamento.

del numero cellulare →NECROSI rappresenta la morte cellulare NON controllata; causa un'infiammazione ed anneggia altre cellule. QUINDI: I mitocondri, sede della respirazione aerobica, sono organuli rivestiti da doppia membrana. La membrana interna si ripiega, formando creste che aumentano la superficie. Le creste e il compartimento racchiuso dalla membrana interna, la matrice, contengono enzimi necessari per le reazioni coinvolte nella respirazione aerobica. Durante la respirazione aerobica, i nutrienti vengono degradati in presenza di ossigeno, e l'energia liberata viene catturata in forma di ATP, mentre si formano anidride carbonica ed acqua come prodotti secondari. I CLOROPLASTI Alcune cellule di PIANTE ed ALGHE effettuano la FOTOSINTESI, ovvero una serie di reazioni in cui l'ENERGIA LUMINOSA viene trasformata in ENERGIA CHIMICA del glucosio e di altri carboidrati. I CLOROPLASTI contengono pigmenti verdi, le CLOROFILLE, che intrappolano l'energia luminosa necessaria per la

fotosintesi.I cloroplasti contengono anche dei pigmenti gialli ed arancioni, i CAROTENOIDI, ingrado di assorbire la luce.Un'alga UNICELLULARE può avere un unico grande cloroplasto, mentre la cellula di unafoglia può contenerne da 20 a 100.I cloroplasti sono strutture a FORMA DI DISCO e hanno un SISTEMA DI MEMBRANERIPIEGATE.Due membrane, separate da un piccolo spazio, ISOLANO IL CLOROPLASTO DALCITOSOL.La MEMBRANA INTERNA racchiude uno spazio pieno di liquido, lo STROMA, checontiene gli ENZIMI NECESSARI per la PRODUZIONE DI CARBOIDRATI da ANIDRIDE CARBONICA E ACQUA, utilizzando l'ENERGIA SOLARE.Un SISTEMA DI MEMBRANE consiste in un gruppo di sacche appiattite a forma di discointerconnesse tra loro, chiamate TILACOIDI.Esse sono disposte in pile chiamate GRANA.Le MEMBRANE TILACOIDALI formano un terzo compartimento all'interno deicloroplasti, chiamato LUME TILACOIDALE.Esso è simile alle membrane interne dei mitocondri, in quanto sono coinvolte

fotosintesi e producono ATP utilizzando l'energia solare. -I proplastidi sono organuli precursori dei cloroplasti, presenti in alcune cellule vegetali non specializzate. -I cromoplastidi contengono pigmenti che conferiscono colori caratteristici a frutta e fiori. -I leucoplasti sono plastidi non pigmentati, come gli amiloplasti che immagazzinano amido in semi, radici e tuberi.

fotosintesi.-La membrana interna del cloroplasto racchiude uno spazio ripieno di un liquido, lo stroma.-I grana, pile di sacche membranose a forma di disco dette tilacoidi, sono sospesi nello stroma.-Durante la fotosintesi, la clorofilla, il pigmento verde che si trova nelle membrane tilacoidali, intrappola l'energia luminosa. Tale energia è convertita in energia chimica dell'ATP ed utilizzata per sintetizzare carboidrati a partire da anidride carbonica ed acqua.

IL CITOSCHELETRO
La forma delle cellule e la loro capacità di muoversi, sono determinate in parte dal CITOSCHELETRO.
Esso è formato da una densa rete di fibre proteiche.
Oltre a fornire supporto meccanico, ha la funzione di trasportare materiali all'interno della cellula e nella divisione cellulare.
Il citoscheletro è dinamico e cambia continuamente.
È costituito da 3 tipi di filamenti proteici:
1. microtubuli
2. microfilamenti
3. filamenti intermedi

→FILAMENTI INTERMEDI costituiti da subunità proteiche fibrose. Più stabili rispetto alle precedenti.

QUINDI: Il citoscheletro è una rete interna dinamica costituita da microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi.

Il citoscheletro fornisce supporto strutturale ed è implicato in vari tipi di movimento cellulare, compreso il trasporto di materiale all'interno della cellula.

I MICROTUBULI sono i filamenti più spessi del citoscheletro. Oltre a svolgere un ruolo strutturale nella formazione del citoscheletro, queste strutture sono coinvolte nel movimento dei cromosomi durante la divisione cellulare. Essi fungono da binari per diversi movimenti intracellulari e costituiscono i principali componenti strutturali delle ciglia e dei flagelli (strutture specializzate utilizzate per i movimenti cellulari).

costituiti da 2 proteine simili:
1. α-tubulina
2. β-tubulina
Esse si combinano tra loro formando un DIMERO, che si forma in seguito all'associazione di due unità semplici simili tra loro, chiamate monomeri.
Un microtubulo si allunga per addizione di dimeri di tubulina.
Possono essere disassemblati in seguito alla rimozione dei dimeri, che possono essere a loro volta riciclati per formare altri microtubuli in altre aree della cellula.
Possiedono una polarità e le loro due estremità sono denominate più e meno.
CHINESINA è una proteina motrice che muove gli organuli verso l'estremità positiva dei microtubuli.
DINEINA è un'altra proteina motrice che trasporta gli organuli nella direzione opposta, verso l'estremità meno.
I microtubuli, per compiere la funzione strutturale o per partecipare al movimento, devono ancorarsi ad altre parti della cellula.
Nelle cellule che NON si stanno dividendo, l'estremità meno

è ancorata ad una regione, chiamata CENTRO DI ORGANIZZAZIONE DEI MICROTUBULI (MTOC). Nelle cellule animali, il MTOC principale è il CENTROSOMA, una struttura importante per la divisione cellulare. Esso contiene 2 strutture chiamate CENTRIOLI, che vengono duplicati prima della divisione cellulare e svolgono un ruolo nell'assemblaggio dei microtubuli.

N.B. Molte subunità di tubulina, durante la divisione cellulare, vengono riassemblate per formare il FUSO MITOTICO che serve da struttura portante per la distribuzione ordinata dei cromosomi durante la divisione cellulare.

Le CIGLIA e i FLAGELLI aiutano gli organismi unicellulari e pluricellulari di piccole dimensioni a muoversi in ambiente acquoso. I flagelli, negli animali e in alcune piante, formano la coda degli spermatozoi. Le ciglia, negli animali, sono presenti sulla superficie delle cellule che rivestono i dotti interni dell'organismo (es. vie aeree). Le ciglia e i flagelli degli eucarioti hanno strutture simili:

sono formati entrambi da stelisottili e allungati di forma cilindrica, coperti dalla membrana plasmatica.

La parte interna dello stelo è costituita da un gruppo di 9 paia di microtubuli disposti lungo la circonferenza e 2 microtubuli non appaiati al centro.

I microtubuli si muovono scivolando appaiati gli uni sugli altri.

Le proteine flessibili che collegano le coppie di microtubuli, gli impediscono di scivolare troppo lontano.

Ciascun ciglio o flagello è ancorato alla cellula attraverso un CORPO BASALE, composto da 9 serie di 3 microtubuli disposte in una struttura a cilindro.

I corpi basali e i centrioli sono collegati tra loro da un punto di vista funzionale e simili da un punto di vista strutturale.

Quasi tutte le cellule dei vertebrati sono dotate di un CIGLIO PRIMARIO, cioè un unico ciglio posizionato sulla superficie cellulare che funziona come un'antenna.

QUINDI:

-I microtubuli sono cilindri cavi assemblati a partire da subunità della proteina

tubulina. Nelle cellule che si stanno dividendo, le estremità meno dei microtubuli sono ancorate ai MTOC. Il principale MTOC delle cellule animali è il centrosoma, che contiene 2 centrioli. Ciascun centriolo ha una disposizione dei microtubuli 9x3. - Le ciglia e i flagelli sono strutture sottili e mobili che sporgono sulla superficie della cellula e sono coinvolte nel movimento. Ciascuno di essi ha una disposizione dei microtubuli 9+2 ed è ancorato alla cellula grazie a un corpo basale, che a sua volta ha un'organizzazione microtubulare 9x3. Le ciglia sono corte, mentre i flagelli sono lunghi. I MICROFILAMENTI I microfilamenti (o filamenti di actina) sono fibre flessibili e solide. Ciascun microfilamento è forma