L’organizzazione biologica fondamentale e i processi biochimici e cellulari base

Un altro organulo adibito dello smistamento è l’apparato di golgi.

Il mitocondrio è l’organello adibito alla produzione energetica della cellula tramite nel ciclo

di Krebs. Questo organulo è presente solo nella cellula animale, invece per le cellule

vegetali al posto è presente il cloroplasto tramite la fotosintesi.

All’interno della cellula eucariotica è presente il lisosoma organulo adibito allo smaltimento

degli scarti che produce la cellula.

Origini della cellula eucariotica

Esistono varie ipotesi sulle sue origini, ma la più quotata è la teoria dell’endosimbiosi.

Le membrane interne e il nucleo sono probabilmente derivati da introflessioni della

membrana plasmatica

Alcuni organuli si sono formati per endosimbiosi (endo “dentro”, simbiosi “vivere insieme”)

In un intervallo di tempo evolutivo, il procariote fotosintetico potrebbe essersi evoluto in un

moderno cloroplasto. Prove e argomentazioni simili sostengono l’ipotesi che i mitocondri

siano i discendenti di procarioti in grado di compiere respirazione inglobati da procarioti più

grandi.

l’evoluzione della cellula ancestrale fagocitosi (endocitosi) di un batterio aerobico



(cianobatterio per il cloroplasto), ovvero batterio in grado di fare respirazione cellulare

la membrana citoplasmatica



Ogni cellula è circondata da una membrana che la separa dal suo ambiente creando un

compartimento chiuso, ma non isolato.

questa membrana citoplasmatica è composta da un doppio strato fosfolipidico con le teste

idrofile dei lipidi rivolte verso l’interno acquoso della cellula. Proteine e altre molecole sono

inserite tra i lipidi.

Questa membrana:

- permette alla cellula di mantenere un ambiente interno più o meno costante

(condizione nota come omeostasi)

- agisce come barriera selettivamente permeabile, impedendo il passaggio di alcune

sostante e permettendo al altre di entrare/uscire dalla cellula.

- Spesso contiene proteine che protrudono da essa e sono responsabili del legame e

dell’adesione alle cellule adiacenti.

- È importanti per la comunicazione tra cellule adiacenti e per la ricezione di segnali

dall’ambiente

Trasporto delle sostanze attraverso la membrana

Il passaggio delle sostanze attraverso la membrana è fondamentale poiché essenziale per

l’equilibrio della cellula stessa.

Alcune molecole riescono a passare più facilmente rispetto ad altre

Esistono due tipologie di trasporto:

- Trasporto passivo: energia necessaria contenuta nelle sostenze stesse e nella forza

motrice data dalla differenza di concentrazione (gradiente concentrazione)

o Facilitato: mediante un canale proteico

o Semplice

Attraverso bilayer fosfolipidico molecole piccole e idrofobe non polari diffondo facilmente e

più velocemente nello spessore della membrana plasmatica

Tanto più molecola è liposolubile tanto più rapidamente diffonde attraverso il doppio strato



Invece molecole polari e/o con carica elettrica (amminoacidi, carboidrati, ioni) non superano

la membrana interna

Un esempio di diffusione semplice è l’osmosi

Cellule con robuste pareti cellulari assorbono quantità di H2O limitata e accumulano

pressione interna contro la parete che impedisce ingresso ulteriore H2O pressione di



turgore, ca. 0.7 kg/cm2

La regolazione della concentrazione di soluti dei fluidi corporei è un processo vitale per

tutti gli organismi pluricellulari privi di parete cellulare.

Diffusione facilitata

La diffusione facilitata viene utilizzata per le sostanze polari ed elettricamente cariche non

diffondono facilmente attraverso la membrana

Si possono spostare passivamente attraverso:

- Proteine canale: poro centrale di aa polari e H2O (per consentire legame) e aa non

polari esterni (localizzazione nella membrana). Apertura del canale su stimolazione =

canale ad apertura controllata i) controllati da ligando o ii) controllati da potenziale.



- Proteine di trasporto (carrier): trasportatori che funzionano in base a legami

specifico con sostanza trasportata (es. trasportatore glucosio). Implicati in trasporto

di carboidrati e amminoacidi.

- Trasporto attivo: necessaria energia da fonte esterna (contro gradiente

concentrazione)

o Primario

o secondario

il trasporto attivo, al contrario di quello passivo, va contro il principio di gradiente di

concentrazione; perciò, necessita di energia esterna.

Il meccanismo può essere di tre tipi differenti:

- Uniporto: trasferisce una certa sostanza in una direzione (Ca2+ in ER)

- Simporto: trasferisce due sostanze diverse nella stessa direzione (Na+ e aa in

intestino)

- Antiporto: trasferisce due sostanze diverse in direzione opposta (pompa Na+ /K+)

Trasporto macromolecole

Le molecole come proteine, polisaccaridi, acidi nucleici, sono troppo voluminosi e/o carichi

elettricamente e/o polari per passare attraverso le membrane biologiche. Perciò esistono dei

meccanismi per permetterne il passaggio.

Un esempio di questo è l’endocitosi, ovvero l’introflessione membrana plasmatica e

formazione di vescicole contenenti le macromolecole extracellulari e piccole cellule.

A seconda del tipo di cellula e dal tipo di sostanze che viene trasportato si usa un

meccanismo diverso:

- Fagocitosi = inglobazione grosse particelle o cellule

- Pinocitosi = intromissione di liquidi, es. endotelio di un capillare per acquisire dal

sangue fluidi e soluti

- Endocitosi mediata da recettori = captazione di LDL e colesterolo