Biologia animale

ALCUNI NUCLEOTIDI SVOLGONO UN RUOLO IMPORTANTE NEI TRASFERIMENTI DI ENERGIA E DI

ALTRE FUNZIONI CELLULARI.

• L’Adenosina trifosfato(ATP) costituita da: adenina,ribosio,3 fosfati. È la più importante molecola energetica della

cellula.

• Guanosina trifosfato(GTP)= è un nucleotide che contiene la base guanina e anche questa può trasferire energia.

• Nicotinammide adenin-di nucleotide (NAD+) = svolge un ruolo fondamentale nelle ossido-riduzioni all’interno della

cellula. La forma ossidata (NAD+) si trasforma nella forma ridotta (NADH) quando accetta elettroni.

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CAPITOLO 4.

L’ORGANIZZAZIONE DELLA CELLULA.

Cellula:

- Più piccola unità che svolge tutte le attività vitali

- Immagazzinano le informazioni genetiche nelle molecole di DNA che vengono duplicate e trasmesse durante la divisione

cellulare. L’informazione nel DNA codifica proteine specifiche che determinano la struttura e le funzioni delle cellule.

- Scambiano materiale ed energia con l’ambiente

- Trasformano l’energia chimica immagazzinata nell’ATP (adenosina trifosfato).

Tre scienziati svilupparono la TEORIA CELLULARE:

1) Le cellule rappresentano l’unità vivente fondamentale di funzione e organizzazione di tutti gli organismi

2) Tutte le cellule derivano da altre cellule

- L’organizzazione consente al mantenimento dell’omeostasi= un ambiente interno appropriato in grado di mantenere

l’equilibrio chimico. Per averla il contenuto della cellula dev’essere separato dall’esterno; di ciò si occupa la membrana

plasmatica che rappresenta una barriera selettiva,tra l’interno e l’esterno.

- Possiedono strutture interne,gli organuli,specializzati nello svolgere attività metaboliche,per trasformare l’energia in forme

utili e per la sintesi.

- Unità di misura è il metro(m)

- Le dimensioni e la forma sono collegate alle loro funzioni esempio:

1)le cellule spermatiche possiedono lunghe code ,i flagelli che servono per la locomozione

2)cellule nervose possiedono estensioni lunghe e sottili che trasmettono messaggi a grande distanza.

-uno degli strumenti utili per studiarli e la struttura è il microscopio:

• Hocke fu il primo a scegliere il termine cellula

• Ingrandimento: corrisponde al rapporto tra le dimensioni dell’immagine vista al microscopio e le dimensioni effettive

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dell’oggetto

• La risoluzione o potere risolutivo : la capacità del microscopio di distinguere i più piccoli dettagli dell’immagine.

Successivamente,i biologi grazie a versioni più moderne del microscopio ottico e allo sviluppo di composti chimici in grado di

colorare le strutture cellulari scoprirono che le cellule contenevano diverse strutture interne,organuli.

- Vengono studiate tramite:

Microscopia in campo chiaro= immagine si forma grazie alla trasmissione della luce attraverso una cellula

 Microscopia in campo oscuro= i raggi di luce sono diretti lateralmente e solo la luce diffusa attraverso le lenti. La

 cellula appare chiara su uno sfondo scuro.

Microscopia a contrasto di fase e a contrasto di interferenze differenziale= sfruttano le differenze di densità

 nella cellula,gli scienziati le osservano in azione con le loro strutture interne che cambiano forma e posizione

Microscopia a fluorescenza = per individuare molecole specifiche nella cellula

 Microscopia confocale = produce immagini più nitide della microscopia a fluorescenza

 Microscopio elettronico = fornisce immagini ad alta riduzione che possono essere parecchio ingrandite con questo

 si deciso a studiare l’ultra struttura cellulare,esistono due tipi:

1) Microscopio elettronico a trasmissione(met): si fanno sezioni sottili della cellula,il preparato viene posto su una

griglia metallica e il fascio di elettroni dopo aver attraversato il campione cade sulla lastra fotografica. Rappresenta

solo una sezione sottile della cellula.

2) Microscopio elettronico a scansione(mes): il fascio elettronico non passa attraverso il campione;questo fornisce

un immagine tridimensionale della superficie del campione. Dà informazioni sulla forma e caratteristiche esterne

della cellula.

I biologi cellulari utilizzano metodi di frazionamento cellulare per purificare gli organuli ed ottenere informazioni sulle

funzioni delle strutture cellulari.

CELLULE PROCARIOTE ED EUCARIOTE.

Esistono due tipi di cellule :

1) Procariote:

- Sono tipiche solo di batteri

- Sono più piccole

- Il DNA è localizzato nell’area nucleare o nucleotide che non è delimitata da membrana

- La membrana plasmatica che delimita la cellula

- Possono avere parete cellulare che racchiude la cellula e la membrana plasmatica

- Molti possiedono flagelli

- Materiale interno contiene i ribosomi

1) Eucaristiche :

- Organismi vegetali e animali

- Sono più grandi

- Hanno organuli specializzati delimitati da membrana ed è presente un nucleo che contiene il materiale ereditario (DNA)

- Membrana plasmatica

- Al di fuori del nucleo vi è una porzione chiamata citoplasma(presenti :

Organuli: si trovano solo in alcune cellule,quelle vegetali.

 Citosol: componente fluida del citoplasma. Esempio: i cloroplasti: strutture che catturano la luce solare per convertirla

 in energia.(fotosintesi);le cellule vegetali contengono anche un grande vacuolo delimitato da membrana)

- Citoscheletro: impalcatura di sostegno che mantiene la forma della cellula e trasporta il materiale all’interno.

LE MEMBRANI CELLULARI.

-suddividono le cellule eucaristiche in compartimenti e hanno proprietà particolari che permettono agli organuli di svolgere

diverse funzioni;tali divisione in compartimenti permette che possono avvenire contemporaneamente attività diverse.

-funzionano come superfici di lavoro cellulare

- permettono di immagazzinare energia,infatti tra i due lati della membrana esistono :

1)differenza di carica elettrica

2) sia di concentrazione

Ciò costituisce un gradiente elettrochimico, che immagazzinano energia sotto forma di energia potenziale. Quando le

particelle di una sostanza passano attraverso la membrana da un lato ad alta concentrazione a quella bassa,la cellula

trasforma parte dell’energia potenziale in energia chimica delle molecole di ATP.

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Nelle cellule eucaristiche esistono numerose membrane che fanno tutte parte del sistema di membrane interne detto sistema di

endomembrane che dividono la cellula in diverse parti:

- Il nucleo

- Il reticolo endoplasmatico(liscio e rugoso)

- Il complesso di Golgi

- Lisosomi

- Vescicole (piccole sacche circondate da membrana)

- Vacuoli

- Membrana plasmatica (anche se non è interna partecipa alle attività della cellula).

Al di fuori delle membrane sono presenti:

- Mitocondri: nelle cellule animali e vegetali

- Cloroplasti: in quelle vegetali

Alcuni organuli trasportano materiali all’interno delle vescicole che possono,a loro volta,trasportare materiale da un organulo

all’altro; le vescole possono anche passare da una membrana all’altra,rilasciando il contenuto trasportato.

IL NUCLEO CELLULARE.

- Ha la forma sferica o ovoidale e ha un diametro di 5 um

- L’involucro nucleare=

è formato da due membrane concentriche che separano ciò che è contenuto nel nucleo dal citoplasma circostante.

 Queste membrane sono separate ma quando si fondano formano i pori nucleari= regolano il passaggio di materiale

tra nucleoplasma e citoplasma. E sono costituiti da complessi proteici.

È rivestito interamente dalla lamina nucleare,una rete di filamenti proteici,che sostiene la membrana nucleare

 interna e organizza il contenuto nucleare.

La cellula conserva l’informazione sotto forma di DNA,la maggior parte di questo sta nel nucleo. Quando una cellula si

divide ,il DNA deve essere riprodotto e trasmesso integro alle cellule figlie(copia esatta di se stesso attraverso la replicazione).

Le molecole di DNA sono costituite da sequenze di nucleotidi(GENI),che contengono le informazioni per la produzione di

tutte le proteine necessarie per la cellula.

- Controlla la sintesi proteica trascrivendo l’informazione del DNA in molecole di RNA messaggero (m RNA)che passano

nel citoplasma dove sono sintetizzate le proteine. Il DNA + proteine = cromatina : è una rete che rinchiude le molecole di

DNA in strutture dette cromosomi.

- La maggior parte possiede una o più strutture chiamate nucleoli che non è circondato da membrana;ognuno contiene un

organizzazione nucleare costituite dalle regioni cromosomiche che contengono le istruzioni per sintetizzare i diversi tipi di

RNA che costituiscono i ribosomi,RNA ribosomi ali sono sintetizzati nel nucleolo.

RNA ribosomiale e le proteine sono assemblati in sub unità ribosomi ali che escono dal nucleo attraverso i pori nucleari.

GLI ORGANULI CITOPLASMATICI.

Sono presenti:

- Nel citoplasma delle cellule eucaristiche

- Reticolo endoplasmatico(rete di membrane interne): è una rete di membrana interne e lo spazio intero che si muove a

formare è chiamato lume; sia le membrane che il lume contengono una varietà di enzimi che catalizzano reazioni:

il reticolo endoplasmatico liscio: è tubulare e gli enzimi presenti sintetizzano i lipidi e i carboidrati;rappresenta la sede

primaria di sintesi dei fosfolipidi e del colesterolo;sintetizza gli ormoni steroidei e riproduttivi;immagazzina gli ioni calcio.

Il reticolo endoplasmatico rugoso: presenta sulla superficie i ribosomi: quelli attaccati sono ribosomi legati,quelli nel citosol

ribosomi liberi. Sintetizza e assembla le proteine. Il ribosoma si attacca saldamente alla membrana del reticolo

endoplasmatico,si forma cosi un tunnel che lo collega ad un poro del reticolo endoplasmatico;le proteine cosi vengono

trasportate fino al lume del reticolo endoplasmatico,qui le proteine sono modificate dagli enzimi. All’interno del lume

esistono altri enzimi detti chaperoni molecolari che catalizzano l’arrangiamento tridimensionale delle proteine:

Le proteine che sono state piegate male sono trasportate nel citosol,dove sono degradate da complessi proteici detti

 proteasomi.

Quelle piegate bene vanno nei compartimenti trasferite dalle vescicole di trasporto.



- I ribosomi: minuscole particelle libere nel citoplasma;sono costituite da RNA e proteine e sono sintetizzate nel nucleolo.

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Ha due componenti principali:

Sub unità maggiore

 Sub unità minore



Contengono l’enzima responsabile della formazione dei legami peptidici e quando le due sub unità si uniscono ha luogo

l’assemblaggio dei polipeptidi.

- Il complesso del Golgi: è formato da pile di sacche membranose appiattite chiamate cisterne che sono gonfie perché

piene di prodotti cellulari; ciascuna sacca ha uno spazio interno,detto lume.

Ciascuna pila di vescicole possiedono due aree:

1) Superficie