Cellula procariote ed eucariote

LA TEORIA CELLULARE

Il termine cellula fu introdotto per la prima volta nel 1665 da Robert Hooke per descrivere le piccole cavità

evidenziate osservando una sezione di sughero con un primo semplice microscopio. Da lì in poi è stata studiata nel

dettaglio e vi è stata formulata una teoria:

UNA CELLULA PUO' ESSERE DEFINITA COME UN ELEMENTO DI PICCOLE DIMENSIONI,

DELIMITATO DA UNA MEMBRANA, PIENO DI UNA SOLUZIONE CONCENTRATA DI SOSTANZE

CHIMICHE IN ACQUA E DOTATO DELLA CAPACITA' DI PRODURRE COPIE DI SE' STESSO,

CRESCENDO E DIVIDENDOSI IN DUE

La teoria cellulare può essere riassunta in questi punti:

- le cellule sono unità elementari

TUTTI GLI ORGANISMI VIVENTI SONO COMPOSTI DA CELLULE,

dotate di proprietà comuni

- negli organismi

LA CELLULA E' L'UNITA MORFOLOGICA E FISIOLOGICA FONDAMENTALE:

viventi molte funzioni complesse sono rese possibili dall'esistenza di una continua cooperazione tra cellule

diverse

- OGNI CELLULA DERIVA DA UN' ALTRA PREESISTENTE

CELLULA PROCARIOTE ED EUCARIOTE Pagina 2

- OGNI CELLULA DERIVA DA UN' ALTRA PREESISTENTE

- e viene trasmessa dalle cellule parentali alle cellule

L'INFORMAZIONE GENETICA RISIEDE NEL DNA,

figlie durante la divisione cellulare

Le cellule possono essere divise in due grandi categorie:

1. CELLULE PROCARIOTICHE

2. CELLULE EUCARIOTICHE

Analizziamole ciascuna nel dettaglio

LE CELLULE PROCARIOTICHE

Le cellule procariotiche sono le più semplici e le più piccole cellule esistenti: le loro si trovano

dimensioni

nell'intervallo 0.5-5 micrometri con un valore medio di 2 micrometri. Sono procarioti gli organismi appartenenti

al gruppo degli ARCHEBATTERI e gli EUBATTERI, quest'ultimi comprendono i batteri e i cianobatteri, o alghe

azzurre. E' importante ricordarsi che:

TUTTI I PROCARIOTI SONO SEMPRE UNICELLULARI e SONO I BATTERI; QUESTE CELLULE

NON FORMANO MAI STRUTTURE DIFFERENZIATE, AL MASSIMO SI AGGREGANO IN SEMPLICI

FILAMENTI CELLULARI

Le cellule procariote sono costituite da :

• MEMBRANA CELLULARE: la membrana plasmatica dei procarioti serve per delimitare l'interno

dall'esterno. La membrana dei procarioti forma delle dette i quali sono sede di

invaginazioni MESOSOMI,

diversi siti enzimatici e sono convolti in processi quali respirazione, fotosintesi, divisione cellulare e sintesi dei

lipidi.

• PRIVE DI ORGANELLI CITOPLASMATICI: non possiedono organelli citoplasmatici quali i mitocondri o

reticolo endoplasmatico, ma soprattutto non vi è un nucleo

• MATERIALE GENETICO: il materiale genetico non

consiste in una singola molecola di DNA circolare,

racchiusa nel nucleo, ma localizzata in una regione della cellula detta NUCLEOIDE

• CITOPLASMA: è la matrice acquosa della cellula dove troviamo disciolti granuli di glicogeno, ioni oppure

Non presenta organuli al suo interno

anche glucosio.

• RIBOSOMI: nel citoplasma sono presenti i ribosomi, ovvero degli "organelli" costituiti da RNA ribosomiale

e sono più piccoli di quelli presenti negli eucarioti

e proteine, sono indispensabili per la sintesi proteica

• PARETE CELLULARE: le cellule procariotiche sono generalmente circondate da una parete cellulare esterna

alla membrana cellulare, costituita da costituiti da lunghe

PEPTIDOGLICANI ovvero degli amminozuccheri

catene polisaccaridiche in cui si alternano unità di aminozuccheri (N-acetilglucosammina e acido N-

acetilmuramico) uniti da ponti trasversali di natura peptidica a formare una struttura complessa, che avvolge la

superficie batterica come un'unica macromolecola.

• FLAGELLO E PILI: alcuni batteri posseggono una estroflessione ovvero il flagello costituito da una proteina

chiamata "flagellina", che gli permette attraverso una propulsione simile al colpo di frusta, di muoversi, ma

senza usare energia. E' diverso rispetto al flagello dello spermatozoo perché nel secondo caso serve energia. I

sono invece dei corti filamenti, che non tutti i batteri posseggono, e che servono

pili per aderire ad altre cellule

o scambiare con loro materiale genetico.

• PLASMIDI: oltre alla molecola di Dna principale, detto a volte "cromosoma batterico", sono presenti piccole

molecole circolari di DNA, chiamate plasmidi, e contenenti pochi geni che determinano caratteristiche utili

(come la resistenza agli antibiotici).

alla cellula, ma non indispensabili per la sopravvivenza

I plasmidi si replicano in modo autonomo rispetto al cromosoma batterico e alcuni possono integrarsi

CELLULA PROCARIOTE ED EUCARIOTE Pagina 3

I plasmidi si replicano in modo autonomo rispetto al cromosoma batterico e alcuni possono integrarsi

stabilmente in esso; la maggior parte di essi possiede inoltre la capacità di passare facilmente da una cellula

Ad oggi si conoscono diversi tipi di plasmidi; i più noti sono i PLASMIDI R, che

batterica ad un'altra.

portano il gene per la resistenza ai farmaci, e il PLASMIDE F, o plasmide della fertilità, del batterio

Il plasmide F può promuovere la CONIUGAZIONE, ovvero

Escherichia coli. un processo in cui il DNA del

plasmide è trasferito da un batterio donatore a un batterio ricevente attraverso un ponte citoplasmatico

Le cellule dell'escherichia coli prive del plasmide F

formato dai pili, che si formano sul batterio donatore.

sono dette F-, mentre quelle che lo contengono sono dette cellule F+. Durante la coniugazione tra una cellula F+

(donatore) e una F- (ricevente), la cellula F+ replica il proprio plasmide e ne trasferisce una copia alla cellula F-

attraverso un pilo coniugativo; la cellula F- si trasforma così in una cellula F+, diventando capace di produrre

pili e di coniugare. La coniugazione è per alcuni aspetti simile alla trasduzione, in quanto comporta il

trasferimento di geni batterici da una cellula all'altra; in questo processo però, i geni sono trasportati da plasmidi

anziché da virus

Il plasmide F può talvolta integrarsi nella molecola di DNA principale, trasformando la cellula F+ in una

Durante la coniugazione tra una cellula

cellula Hfr, anche essa in grado di formare pili e indurre coniugazione.

Hfr e una F-, insieme al plasmide F può venire trasferita anche una porzione del cromosoma batterico. I geni

batterici entrati nella cellula ricevente possono così ricombinare con quelli già presenti, formando nuove

combinazioni di geni.

• FORMA E PATOGENICITA': i batteri possono avere forme diverse ed in base a ciò vengono classificati in:

hanno forma e streptococchi che hanno forma ed infine

BACILLI, a bastoncino, COCCHI più o meno sferica;

gli I batteri sono noti a tutti noi principalmente come agenti patogeni, è

SPIRILLI che hanno forma a spirale.

importante però sottolineare che solo una minima parte dei batteri sono patogeni per l'uomo. Occupano, invece,

una gamma incredibile di ambienti e hanno un ruolo ecologico fondamentale perché partecipano alla

degradazione della sostanza organica e ne permettono il riciclo nelle catene alimentari.

Per quanto riguarda i BATTERI PATOGENI, possiamo fare una grande distinzione mediante un processo di

colorazione con il liquido di Lugol, che non è altro che una miscela di ioduro di potassio e iodio diluita in

acqua, e dopodiché si effettua una decolorazione mediante acetone o alcol. Questo processo prende il nome di

COLORAZIONE DI GRAM, ed è alla base della classificazione dei batteri, i quali si dividono in:

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- GRAM +: sono i batteri che hanno resistito al processo di decolorazione e sono rimasti in I

colore violetto.

gram + sono muniti di una parete cellulare molto spessa e ricca di peptidoglicani, i quali costituiscono

circa il 90% della parete cellulare. L'applicazione del colorante fa acquisire loro il colore viola, che però

rimane fissato molto bene alla parete cellulare al punto di impedire l'azione del decolorante. Di solito i gram

positivi patogeni sono possono provocare febbre e al massimo,

MENO DANNOSI DI QUELLI NEGATIVI,

gli pneumococchi, delle malattie respiratorie come polmonite e bronchite.

- GRAM -: sono i batteri che hanno subito il processo di decolorazione e quindi sono diventati di colore rosso.

in questo modo

I gram - hanno una parete cellulare più sottile e contenente solo il 15/20% di peptidoglicani:

il decolorante ha la possibilità di agire a fondo rimuovendo il colore violetto e permettendo a quello rosso di

agire sul batterio. Le infezioni da batteri negativi sono meno frequenti di batteri positivi; nonostante ciò. In

genere i gram negativi sono come otiti esterne che possono

MOLTO PIU DANNOSI E PERICOLOSI,

diventare molto gravi in pazienti anziani.

LE CELLULE EUCARIOTICHE

Le cellule eucariotiche sono più complesse e grandi di quelle procariotiche, hanno un diametro comprato

tipicamente tra i 10 e i 100 micrometri. Nel citoplasma sono presenti diversi organelli aventi struttura e funzioni

specifiche che consentono lo svolgimento delle varie attività cellulari in compartimenti distinti. Tra le cellule di

tipo procariotico ed eucariotico abbiamo si delle differenze sostanziali, quali le dimensioni. O la possibilità di

movimento, la presenza di una parete cellulare solo nei procarioti, l'utilizzo dell'ossigeno come forma di

sostentamento o come veleno per la cellula. Ma vi sono anche degli aspetti comuni, come la composizione chimica

(sono infatti tutte composte dalle 4 principali biomolecole), o il fatto che svolgono reazioni chimiche per produrre

ATP o il fatto che avviene la traduzione del Dna. E' importante ricordare che:

LE CELLULE EUCARIOTICHE, SIA VEGETALE CHE ANIMALE, SONO TUTTE

PLURICELLULARI

Le cellule eucariotiche si dividono in cellule vegetali ed animali, adesso elencheremo gli aspetti comuni ad

entrambe, dopodiché le differenze

❖ COSTITUENTI FONDAMENTALI DELLE CELLULE EUCARIOTICHE (sia vegetali

che animali)

Le cellule eucariotiche sia vegetali che animali sono altamente specifiche ed hanno una elevata

compartimentalizzazione, possiamo infatti distinguere degli organelli comuni:

MEMBRANA CELLULARE: La membrana cellulare è un sottile involucro, non distinguibile al

microscopio ottico ma distinguibile a quello elettronico, di circa 7-9 nanometri di spessore che avvolge la

cellula, separandola dall'ambiente circostante e regolando lo scambio di materiali con l'esterno. E' costituita da

un DOPPIO STRATO di FOSFOLIPIDI e PROTEINE, ma contiene anche altre componenti presenti in

minore quantità, quali il COLESTEROLO(fitosteroidi nella cellula vegetale) e i GLICOLIPIDI. E' quindi

costituita da :

CELLULA PROCARIOTE ED EUCARIOTE Pagina 5

costituita da :

• FOSFOLIPIDI: I fosfolipidi sono molecole cioè caratterizzate da una ( il

anfipatiche, "testa polare" idrofila

gruppo fos