Anatomia generale

PROCARIOTE

Eubacteria (estremofili) Animali

EUCARIOTE

Archaebacteria Funghi SISTEMA DI CLASSIFICAZIONE E

REGNI

Protisti Piante

Le cellule sono le unità di tutti gli esseri viventi. Questa dichiarazione fu espressa da due scienziati, Schleiden e

Schwann, i quali con ricerche formularono insieme a Virchow la teoria cellulare secondo cui:

• le cellule sono le unità viventi fondamentali di funzione e di organizzazione di tutti gli organismi

• tutte le cellule derivano da altre cellule preesistenti

• le proprietà di un organismo derivano dall’insieme di tutte le cellule che lo compongono (proprietà

emergenti)

Ogni cellula può essere considerata un microrganismo della vita in grado di svolgere attività vitali. Tuttavia, nessuna

parte di cellula isolata è in grado di sopravvivere da sola. In sostanza, sono composte da ioni organici ed inorganici e da

molecole come acqua, Sali, carboidrati, lipidi, proteine ed acidi nucleici.

L’informazione genetica è organizzata nel DNA e, tale informazione, è garantita alle cellule figlie grazie ad un processo

di duplicazione.

Queste informazioni genetiche regolano la sintesi delle proteine nonché la funzione e la struttura cellulare.

La cellula scambia materiale ed energia con l’ambiente esterno; inoltre trasforma l’energia da una forma all’altra per

svolgere le sue attività. Tutto ciò è reso possibile grazie all’ATP.

Tutto ciò che si trova nella cellula non è un caso; a partire dalle dimensioni funzionali fino alla posizione occupata, tutto

serve per il mantenimento dell’omeostasi. Per mantenere una condizione interna stabile, la cellula deve regolarsi per far

fronte a variazione di concentrazione salina, di pH e di temperatura.

Per prima cosa, bisogna ricordare il ruolo della membrana plasmatica, che separa il contenuto cellulare dall’ambiente

esterno.

Essa è una barriera che circonda le cellule e seleziona le sostanze che la cellula mette in comunicazione con l’esterno.

All’interno della membrana vi sono gli organuli, cioè centri per svolgere funzioni specifiche come la trasformazione di

energia in forme utilizzabili, la sintesi di composti necessari, l’assemblaggio di strutture essenziali per il funzionamento

e la riproduzione. Il DNA è confinato in una regione distinta nella cellula.

L’unità di base per misurare è il metro (m). Tuttavia, non si può utilizzare il metro ne il mm per misurare la cellula ed i

suoi componenti. Bisogna parlare in termini di nm (nanometri). La tabella seguente spiega le differenze tra le unità di

misura:

mm (millesimo di metro), um (micrometro – millesimo di millimetro), nm (millesimo di micrometro)

Essendo piccole, le cellule sono in grado di svolgere velocemente le funzioni vitali con il giusto dispendio di energia.

Inoltre, la forma cellulare è importante per la diversificazione; ogni cellula ha la sua forma funzionale. Ad esempio, ci

sono cellule nervose che hanno estensioni lunghe e sottili tanto da arrivare ad 1 m di lunghezza. Altre, come le cellule

epiteliali, sono tipo mattoncini o piastrelle accostate le una alle altre per formare strutture lamellari di rivestimento.

Per studiare le cellule si utilizzano vari tipi di microscopio:

Microscopio ottico a contrasto di fase: utilizzato per vedere cellule colorate o vive ma ad una risoluzione

relativamente bassa.

Microscopio elettronico a trasmissione (TEM): fornisce un’immagine ad altissima risoluzione e fortemente

ingrandita.

Microscopio elettronico a scansione (SEM): per vedere chiaramente le caratteristiche della superficie delle

cellula.

Come già detto, ci sono 2 tipi di cellule: procariote ed eucariote. Quelle procariote sono più piccole e tipiche dei batteri

ed archebatteri. Il diametro di una cellula procariote è 1/10 di quella eucariote.

Nelle procariotiche il DNA non è racchiuso in un nucleo, ma confinato in una regione limitata detta area nucleare o

nucleoide. Il termine procariote (pro-carios = prima del nucleo) ribadisce meglio il concetto appena esposto: prive di

nucleo ma con 1 molecola di DNA (1 cromosoma in un punto specifico detto nucleoide).

Tali cellule sono dette anche estremofili perché sono le prime a comparire sulla terra e sono in grado di vivere in

condizioni estreme. Infatti, esse sono rivestite da una capsula sopra la membrana citoplasmatica (che circoscrive il

citoplasma – citosol + organuli) che li protegge ulteriormente (parete cellulare). Molte cellule procariotiche hanno

flagelli per muoversi, hanno anche i ribosomi (complessi di RNA + proteine) per sintetizzare i polipeptidi.

Le cellule eucariotiche sono quelle caratterizzate da una membrana altamente organizzata incluso un nucleo che

contiene il DNA. Il termine eucariote (vero nucleo) rimarca questo aspetto. Sotto la membrana vi è il citoplasma

(citosol + organuli eccetto il nucleo), mentre quello all’interno del nucleo è il nucleoplasma.

Vi è inoltre un’impalcatura di sostegno denominata citoscheletro che serve per il mantenimento della forma e per il

trasporto di materiali al suo interno.

Nelle cellule vegetali vi sono organuli specifici, come i cloroplasti che servono a catturare la luce solare per convertirla

in energia. Inoltre, c’è anche un grande vacuolo contenente acqua delimitato da una membrana.

CELLULA PROCARIOTE

• CAPSULA

• MEMBRANA CITOPLASMATICA

• CITOPLASMA (CITOSOL + ORGANULI)

• 1 MOLECOLA DI DNA IN UN PUNTO DETTO NUCLEOIDE

• RIBOSOMI

CELLULA EUCARIOTE ANIMALE

• NO CAPSULA

• MEMBRANA CITOPLASMATICA (CON CIGLIA O FLAGELLI) FOSPOLIPIDI + PROTEINE

• CITOPLASMA

• R.E. (RETICOLO ENDOPLASMATICO)

• NUCLEO + MEMBRANA NUCLEARE CHE CONFINA CON IL R.E.

• MITOCONDRI (ATP, RESPIRAZIONE)

• PEROSSISOMI (DIGESTIONE)

• LISOSOMI

• COMPLESSO DEL GOLGI (SISTEMA DI TRASPORTO) – MAGAZZINO

• CENTRIOLI (QUANDO LA CELLULA SI REPLICA)

• MICROTUBULI

• MICROFILAMENTI

• RIBOSOMI

CELLULA VEGETALE

HA TUTTI I COSTITUENTI DI QUELLA ANIMALE, IN PIU’:

• PARETE CELLULARE ESTERNA (CELLULOSA)

• TONOPLASTO (RISERVA D’ACQUA)

• CLOROPLASTI (FOTOSINTESI)

• MITOCONDRI (RESPIRAZIONE) I VIRUS

Sono incapaci di riprodursi autonomamente perché non hanno i ribosomi, gli enzimi ed altri componenti per avere

energia. Alcuni hanno una membrana fosfolipidica “rubata” alla cellula che li ha ospitati.

Sono formati essenzialmente da proteine, RNA o DNA.

Possono essere definiti dei non viventi. Se è un virus a DNA, penetra nella cellula e ne modifica il DNA, “papilloma

virus” è il responsabile del tumore dell’utero.

Il virus si integra o si riproduce sfruttando gli organuli cellulari. Anche la febbre è provocata da virus che entrano nelle

cellule, ne fomentano la lisi e di conseguenza si alza la temperatura corporea.

DI SEGUITO RIPORTIAMO UNA TABELLA CHE ELENCA E SPIEGA LE CARATTERISTICHE DEI

VARI ORGANULI, SIA DELLA CELLULA ANIMALE CHE DI QUELLA VEGETALE:

Il nucleo cellulare:

• Nucleo – struttura del diametro di circa 5 um rivestita da una doppia membrana; contiene il nucleolo ed i

cromosomi; trascrive il DNA in RNAm

• Nucleolo – corpo all’interno del nucleo formato da proteine ed RNA; sede della sintesi di RNA ribosomiale e

dell’assemblaggio dei ribosomi

• Cromosomi – DNA + proteine (cromatina); sono ben visibili quando la cellula si sta dividendo; contengono

geni che regolano la struttura e l’attività cellulare

Organuli citoplasmatici:

• Membrana plasmatica – rivestimento delle cellule; racchiude il contenuto della cellula, regola il materiale

che entra/esce, aiuta a mantenere la forma cellulare, comunica con le altre cellule

Reticolo endoplasmatico – insieme di membrane interne tra loro comunicanti che si estendono nel citoplasma; sede

della sintesi dei lipidi e di molte proteine; sede dove si formano le vescicole che trasportano le proteine – R.E.L. privo

di ribosomi sulla faccia esterna, sede della sintesi dei lipidi e

• della detossificazione da farmaci – R.E.R. presenza di ribosomi sulla faccia esterna, sede della sintesi delle

proteine destinate alla secrezione o che verranno incorporate nelle membrane

• Ribosomi – granuli costituiti da RNA e proteine, alcuni attaccati alla membrana del R.E.R. altri liberi nel

citoplasma; sede della sintesi dei polipeptidi sia negli eucarioti che nei procarioti

• Complesso del Golgi – serie di membrane appiattite; modificazione delle proteine, organizzazione delle

proteine secrete, scelta di altre proteine destinate ai vaculi o ad altri organuli

• Lisosoma – vescicole rivestite da membrane presenti nelle cellule animali; contengono enzimi per digerire il

materiale ingerito, secrezioni e scarti cellulari

• Vacuoli – vescicole rivestite da membrane presenti in alghe, funghi e piante; accumulo di materiale, acqua e

sostanze di scarto; mantengono regolare la pressione idrostatica

• Perossisomi – sede di diverse reazioni metaboliche

• Mitocondri – vescicole rivestite da 2 membrane, quella interna si introflette (si piega) a formare delle creste;

sede della respirazione cellulare; trasformazione dell’energia derivante dalla demolizione del glucosio o lipidi

in ATP

ESEMPIO DI

CELLULA

EUCARIOTE

ANIMALE LE MEMBRANE

Le membrane permettono agli organuli da loro delimitati di svolgere diverse funzioni. In particolare, le membrane

agiscono da diga selezionando le sostanze che entrano o escono dalla cellula. Inoltre, vi possono essere anche enzimi o

recettori per velocizzare le reazioni cellulari.

Le varie membrane che delimitano gli organuli (quella nucleare, del R.E., del Golgi, dei lisosoma, delle vescicole e dei

vaculi) entrano a far parte di un sistema di endomembrana.

Quindi, oltre che ad una funzione strutturale, le varie membrane sono funzionali e svolgono ruoli essenziali per la

corretta attività cellulare. IL NUCLEO

Il nucleo ha forma sferica od ovoidale ed occupa una posizione relativamente fissa cl centro della cellula.

Quest’organulo è delimitato da una doppia membrana detta membrana nucleare che separa il contenuto del nucleo dal

citoplasma circostante. Tali membrane hanno uno spazio intermembranoso che si unisce ad intervalli formando i

cosiddetti pori nucleari, costituiti da complessi proteici. Questi pori regolano il passaggio di materiali tra

nucleoplasma e citoplasma. Il nucleo è la sede del DNA, mediante il quale la cellula può produrre una copia esatta di se

nonché, grazie alle sequenze di nucleotidi (geni), le proteine necessarie alla cellula. Il DNA regola la trascrizione dei

polipeptidi tramite RNAm, il quale arriverà al citoplasma per la sintesi delle proteine.

Il D