Biologia: la cellula eucariote e procariote

BIOLOGIA.

LA CELLULA

La cellula è l'unità fondamentale dell'attività biologica;

teoria cellulare

La afferma che:

Tutti gli organismi sono formati da cellule (che possono essere

• uno o più cellule).

Ogni cellula deriva da un'altra cellula.

• Le cellule compiono tutte le funzioni proprie degli esseri viventi e

• sono la base degli organismi.

Un osservazione importante da fare è che le cellule sono capaci di

sopravvivere e riprodursi;

Inoltre il loro numero aumenta nel tempo e l'attività proliferativa

continua finché non si sono esaurite le risorse nutritive dell'ambiente

ed i prodotti di rifiuto non sono troppo concentrati.

Un'altra osservazione importante è che quando l'attività proliferativa

si è arrestata, può essere ripresa se la coltura viene diluita con altro

terreno fresco.

Come seconda osservazione possiamo affermare che: La composizione

chimica delle cellule è diversa dalla composizione chimica

dell'ambiente in cui si trovano.

In conclusione possiamo dire che:

Le cellule devono essere delimitate da una struttura che le

• separa dal mezzo ambiente detta membrana cellulare o

membrana plasmatica;

La barriera di permeabilità della membrana non è assoluta ma

• selettiva.

DEFINIZIONE DI LOEWY SIEKEVITZ DELLA CELLULA

“La cellula è l'unità fondamentale di attività biologica delimitata da una

membrana dotata di permeabilità selettiva e capace di auto-riprodursi

in un ambiente dove non vi sono altri sistemi viventi.”

Le cellule differiscono tra loro per dimensione, forma e funzione;

Ogni cellula ha lunghe catene polimeriche di DNA costituite da

nucleotidi,

quattro monomeri detti legati insieme da varie sequenze

per codificare, come le lettere di un alfabeto, messaggi diversi:

Sono istruzioni che vengono lette e trascritte in una serie di molecole

molto simili chimicamente fatte di RNA.

L'informazione veicolata dall'RNA viene a sua volta tradotta ,cioè

scritta con un alfabeto molecolare e poi utilizzata per dirigere la

sintesi di moltissime molecole diverse di grandi dimensioni: Le

Proteine.

Le Proteine determinano il comportamento della cellula, agendo da

struttura di supporto per la sua forma, da catalizzatori per le sue

reazioni chimiche, da motori molecolari per il suo movimento e cosi

via;

In tutti gli organismi viventi le proteine sono identiche e sono

rappresentate da 20 amminoacidi.

Disponendo e legando gli amminoacidi in sequenze diverse si

ottengono molecole proteiche di proprietà chimiche differenti.

La cellula per riprodursi duplica il suo DNA e poi si divide in due,

passando una copia delle istruzioni genetiche codificate nel DNA ad

ognuna delle sue cellule figlie.

La copiatura non sempre risulta perfetta e occasionalmente le

istruzioni vengono interpretate male. mutazioni,

I cambiamenti del DNA, le cosiddette possono dar luogo a:

Una progenie modificata in peggio, cioè dotata di una capacità

• ridotta di sopravvivenza e riproduzione.

Una progenie modificata in meglio, che ha quindi capacita di

• sopravvivenza e riproduzione accresciute:

Una progenie equivalente sul piano della vitalità anche se

• geneticamente diversa.

Questi cambiamenti e meccanismi hanno portato all'evoluzione, che è

il processo con cui le specie viventi si sono gradualmente modificate,

adattandosi al loro ambiente in modo sempre più raffinato.

L'evoluzione offre una sorprendente spiegazione di come e del perché

le cellule attuali sono tanto simili tra loro per le caratteristiche di

base: Hanno ereditato tutte le istruzioni genetiche dallo stesso

progenitore comune.

Il genoma cellulare, cioè l'intera raccolta di informazioni genetiche

nel suo DNA, fornisce un programma genetico che indica alla cellula

come funzionare e, nel caso delle cellule vegetali e animali, come

organizzarsi in un individuo completo, formato da centinaia di cellule

diverse.

Tutti questi tipi di cellule differenziate si generano durante lo sviluppo

embrionale da un unico uovo fecondato e possiedono tutte una copia

la varietà di carattere

identica del DNA della specie: deriva dal

modo in cui una cellula utilizza le sue istruzioni genetiche.

Cellule diverse esprimono geni diversi, cioè mettono in produzione

certe proteine e non altre.

Ogni cellula è in grado di svolgere una serie di compiti biologici, a

seconda del suo ambiente e della sua storia, tenendo come guida per

le sue attività le informazioni codificate dal DNA.

Di norma una cellula misura 5-20 um di diametro.

La cellula intorno presenta un margine nettissimo, indice della

membrana che la delimita e al centro domina un grosso corpo

il nucleo.

tondeggiante,

Il Nucleo è immerso in una sostanza trasparente che riempie tutto lo

spazio interno, il citoplasma dove troviamo una miriade di organelli

distinti.

Si vede intorno alla cellula una delicata membrana dello spessore di

5nm circa e membrane simili segnano il margine di molti organelli

interni.

La membrana esterna viene chiamata membrana plasmatica, mentre

la membrana degli organelli si chiama membrana interna.

due modelli

Abbiamo di cellule, ovvero la cellula può appartenere a

due grandi categorie:

Cellule procariote: Pro (primitivo) + carion (nucleo) archi batteri,

• batteri;

Cellule eucariote : Eu( evoluto) + carion (nucleo) protisti

• unicellulari, organismi pluricellulari.

MODELLO PROCARIOTE

Le cellule procariote non sono provviste di nucleo.

Queste sono rivestite da un robusto involucro protettivo detto parete

cellulare, che costituisce una barriera porosa selettiva, posto intorno

alla membrana plasmatica, una barriera permeabile altamente

selettiva per l'ingresso della maggior parte della sostanza, che a sua

volta racchiude in un unico comparto citoplasma e DNA.

Quindi il modello procariote è sprovvisto di compartimentazione

interna.

Queste cellule non sono in grado di costituire organismi

multicellulari.

I procarioti appaiono semplici e limitati ma in termini biochimici sono

le cellule più diversificate e versatili di tutte.

Alcune di queste cellule sono aerobi, cioè usano l'ossigeno per

bruciare il combustibile alimentare;

Altre invece sono anaerobi obbligati, cioè muoiono a una minima

esposizione all'ossigeno.

I procarioti sono in grado di completare reazioni metaboliche, inoltre

possono sfruttare diverse fonti energetiche e sopravvivere anche in

condizioni estreme.

Nelle cellule procariote all'interno della membrana si trovano:

Il citoplasma: l'insieme del contenuto cellulare, comprendente:

• -Il Citosol: Soluzione acquosa di piccole e grandi molecole.

-Alcune particelle insolubili tra cui i ribosomi.

Nella cellula procariotica il materiale genetico, il DNA, è organizzato in

un localizzato nell'area nucleare o

singolo cromosoma circolare

nuclide, una regione della cellula non delimitata da membrana.

In aggiunta al DNA principale i batteri possono contenere piccole

molecole di DNA circolare, dette plasmidi che codificano per enzimi

catabolici, per la resistenza agli antibiotici o legati a meccanismi per

lo scambio di materiale genetico tra organismi.

I procarioti si scambiano il plasmide velocemente.

Una particola caratteristica delle cellule procariote è che si

riproducono rapidamente dividendosi in due;

Un solo procariote può, infatti, originare ben 5 miliardi di discendenti

in circa 11 ore.

La duplicazione di queste strutture genera molti errori, che spesso è

fondamentale poiché l'errore porta al cambiamento che genera

variabilità.

La cellula procariotica ha strutture ben specializzate:

La maggior parte di queste cellule procariotiche ha una parete

• cellulare esterna alla membrana, con funzione di sostegno e

protezione, prevenendone l'esplosione per pressione osmotica.

La parete cellulare è costituita da peptidoglicano, polimero

• complesso di amminozuccheri legati a corti polipeptidi.

Alcuni batteri hanno una capsula mucillaginosa di polisaccaridi.

• Flagelli e pili permettono movimenti ed adesioni.

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