Evoluzione biologica

STRUTTURA CELLULARE

Procarioti:

1. membrana Plasmatica

2. parete cellulare

3. Citoplasma con ribosomi

4. DNA (materiale genetico) → eucarioti con membra, procarioti Senza membrana attorno al DNA

Eucarioti: come procarioti +

1. Nucleo

2. citoscheletro

3. mitocondri

4. sistema interno di membrane

- reticolo endoplasmatico liscio e rugoso

- apparato di Golgi

- vescicole

Tutte le cellule hanno organelli→ strutture specializzate nello svolgimento determinate funzioni

→ diverse cellule hanno diversa morfologia, dislocazione, abbondanza organelli

→ diverse cellule hanno stesso corredo di organelli

Reticolo Rugoso

→ rugosità dovuta ai ribosomi, che si trovano anche liberi nel citosol

Reticolo Liscio

→ Tutte le cellule sintetizzano i lipidi di membrana attraverso 3 fasi:

- enzimi

- incorporazione lipidi

- trasferimento lipidi sul versante interno

● → gonadi→ Sintesi testosterone e progesterone ed estrogeni

● → surrene→ sintesi ormoni corticosurrenali

● → fegato→ detossificazione composti organici e metabolismo glicogeno

● → accumulo e rilascio ioni di calcio

Ribosomi

→ liberi→ sintetizzano proteine che rimangono nel citoplasma

→ legati→ sintetizzano proteine che vengono rilasciate nel reticolo rugoso

[ Ribosoma aderisce al reticolo liscio e il polipeptide (proteina) cresce nella cisterna del reticolo ]

Apparato Golgi

costituito da:

● dischi membranosi appiattiti→ sacculi

● 5-6 sacculi→ apparato Golgi, che è sempre più spesso avvicinandosi al nucleo

esocitosi→

endocitosi→

lisosomi→

Mitocondri, costituiti da:

- membrana esterna

- membrana interna

- co2

- ATP

- enzimi respiratori

- Creste

Origini mitocondri e cloroplasti

❖ Entrambi hanno il proprio DNA

❖ i loro ribosomi sono simili a quelli dei batteri

❖ entrambi Si possono dividere

❖ dimensioni mitocondri = dimensioni batteri

❖ Entrambi hanno più di una membrana

Nucleo

● contiene Cromatina

→ eterocromatina: DNA compatto e inattivo

→ eucromatina: DNA disperso e attivo

● circondato da involucro nucleare

● involucro a discontinuità dette ‘’pori’’

→ regolano passaggio di molecole tra nucleo e citoplasma ( consente il passaggio RNA e blocca passaggio DNA)

● formato da foglietto interno ed esterno

● costituito da una cisterna del reticolo rugoso

❖ Essenziale per cellula

❖ contiene materiale genetico (DNA)

❖ sede meccanismi essenziali alla riproduzione cellulare e alla sintesi proteica

forma: → correlata a quella della cellula ( sferica, ellittica, fusata)

→ talvolta irregolare ( leucociti, spermatozoi)

dimensioni: → variabili, ma spesso proporzionali a quelle della cellula

posizione: → variabile ( centrale nelle cellule embrionali, eccentrica nelle cellule secernenti)

NEURONE→ nucleo centrale

→ citoscheletro forma un'impalcatura che mantiene stabile posizione del nucleo

GOCCIOLA LIPIDICA→ spinge nucleo verso periferia

ruolo: → controllo vita

→ divisione cellulare

numero: → mononucleate(maggiorparte)

→ binucleate (epatiche, cartilaginee)

→ plurinucleate (fibre muscolari, osteoclasti)

Citoscheletro

funzione: → organizzazione interna cellule

→ forma cellule

→ struttura cellule

struttura: → sistema di microtubuli interconnessi, microfilamenti e filamenti intermedi

→ strutture proteiche

→ Microfilamenti→ il più sottili elementi citoscheletrici composti da actina ( proteina globulare) che permettono alla cellula di

muoversi e cambiare forma

→ filamenti intermedi ( solo in certi tessuti animali)--> proteine si uniscono e formano una corda; essi forniscono struttura

interna e ancorano organelli

→ microtubuli→ formati da tubulina ( proteina globulare), ancorano organelli, agiscono da percorsi per il movimento degli

organelli, spostano i cromosomi durante la divisione cellulare, compongono ciglia e flagelli.

Ciglia e flagelli→ mobilità cellulare

→ Muovono cellula e materiali attraverso la superficie cellulare

→ microtubuli avvolti nella membrana plasmatica(struttura 9+2)

Giunzioni cellulari→ proteine membrana plasmatica che connettono cellule vicine ( nelle cellule vegetali i plasmodesmi

formano canali tra Cellule)

Nella cellula animale:

- giunzioni occludenti→ proteine di membrana sigillano cellule adiacenti in modo che le sostanze solubili in H2O non

possano attraversarle

- desmosomi (ancoraggio)→ fibre citoscheletro uniscono cellule in tessuti che necessitano di stirarsi

- serrate (comunicanti) → proteine di membrana su cellule adiacenti si uniscono per formare canali ( lega citoplasma di

cellule adiacenti)

Membrana plasmatica→ barriera selettiva

1966→ Lenard e Singer→ modello attuale della ‘’struttura delle membrane’’:

- lipidi organizzati in un doppio strato ( proteine incorporate e proteine associate ai lipidi)

- lipidi in mezzo tra stato solido e stato liquido

- Lipidi e proteine con limitati i movimenti di rotazione o laterali

DOPPIO STATO LIPIDICO→ BILAYER→ conferisce alla membrana fluidità m

funzioni: → proteggere

→ regolare trasporto all'esterno e all'interno della cellula o del organello

→ permettere trasduzione segnale mediante allocazione dei recettori di membrana

→ per mettere il riconoscimento cellula

→ fornire punti d'attacco per i componenti del citoscheletro: mantenere forma cellula

→ forni residuo fisso per il blending e la catalisi enzimatica

→ regolare fusione tra membrane mediante giunzioni

→ fornire corridoio per molecole

→ permettere motilità cellula e organelli

TECNICA DEL ‘’FREEZE-FRACTURE’’ → studio interno membrana

- fosfolipidi ( fosfato + glicerolo + acidi grassi)

- proteine transmembrana

→ anfipatiche ( regioni idrofobiche e idrofiliche)

→ fortemente associate alla membrana

→ dette ‘’proteine integrali’’ (perché possono essere staccate dalla membrana solo mediante enzimi, solventi,

detergenti)

→ SONO: trasportatori, enzimi, recettori di superficie ( legano ormoni), marcatori di superficie

( glicoproteine, gruppi sanguigni), adesione cellula cellula, ancoraggio al citoscheletro ( integrine, spectrine)

→ funzioni : trasporto specie attraverso membrana, recettori sensoriali

→ altre info→ a volte si raggruppano per formare dei ‘’pori’’, attraverso la membrana;

essi sono punti importanti per il passaggio di ioni e farmaci

- colesterolo→ si inserisce nella membrana con lo stesso orientamento dei fosfolipidi, allineando teste polari.

→ blocca gruppi idrocarburici dei fosfolipidi in modo da rendere meno deformabile il bilayer e da diminuire la

permeabilità alle molecole idrofobiche

→ previene cristallizzazione idrocarburi

→ previene spostamenti intermembrana

→ tutte le membrane contengono in proporzioni variabili proteine e lipidi

- glicolipidi ( molecola di zucchero che punta verso lo spazio extracellulare); si aggregano nella membrana

→ funzioni di protezione ed isolamento

Passaggio attraverso membrane

PASSIVO

➔ no consumo energia

➔ spontaneo

➔ movimento da zone ad alta concentrazione a bassa

➔ la membrana non partecipa attivamente

➔ è il metodo di trasporto di soluti non carichi e non polari, solubili nei lipidi→ ‘’OSMOSI’’

➔ OSMOSI→ Processo mediante cui H2O si diffonde attraverso la cellula da una zona ad alta concentrazione idrica ad

una zona a bassa

→ avviene con una variazione di soluti in H2O→ H2O attraversa la membrana fino a quando

i gradientI di acqua e soluti non si livellano

OSMOSI IN SOLUZ IPERTONICA→ concentrazione di molecole di soluto fuori dalla cellula è maggiore di quella intracellulare

- H2O diffonde fuori fino a ristabilire equilibrio

- se la cellula perde troppa H2O→ rimpicciolimento e raggrinzimento

ISOTONICA→ concentrazione soluti fuori è uguale a quella dentro

IPOTONICA→ concentrazione soluto fuori è minore della concentrazione dentro

- H2O diffonde verso interno fino a ristabilire equilibrio

- se cellula acquista troppa H2O→ rigonfiamento

➔ cellule animali in acqua distillata si gonfiano che scoppiano→ molto ipotonica → citolisi

➔ cellule vegetali non scoppiano perché hanno parete rigida

ATTIVO:

➔ Coinvolge proteine Carrier che favoriscono trasporto sostanze attraverso membrana

➔ la cellula usa energia proveniente dal cibo per spostare molecole attraverso membrana→ ATP

➔ movimento da zone a bassa concentrazione idrica ad alta

➔ metodo attraverso cui il C6H12O6 viene trasportato attraverso la membrana

1. canali formati da proteine di membrana agiscono come pori→ entrata e uscita di piccole molecole dalla cellula

2. le particelle di soluto vengono forzate in questi porri dalla pressione→ filtrazione

3. soluto + proteina = cambiamento

4. trasporto soluto da una parte all'altra della membrana

5. rilascio assoluto contro un gradiente di concentrazione ( da bassa ad alta)

6. pompe sodio potassio sono importanti per contrazioni muscolari, trasmissione impulsi nervosi, assorbimento nutrienti

7. le pompe pompano il sodio fuori e il potassio dentro, contro il gradiente di concentrazione

8. le Carrier sono altamente selettive, trasportano solo soluti con specifiche caratteristiche

pompa sodio potassio (ATP diretto)

● Na citoplasmatico si lega alla pompa sodio-potassio

● i legami di Na+ stimolano la fosforilazione di ATP

● K+ rilasciato

● i siti Na+ sono di nuovo recettivi (il ciclo si ripete)

● la fosforilazione fa sì che la proteina cambi la sua conformazione espellendo Na+ vs esterno

● la perdita di fosfato ripristina la conformazione originale della proteina

● K+ extracellulare si lega alla proteina, attivando il rilascio del gruppo fosfato

pompa sodio potassio→ ATP DIRETTO

➢ Tre ioni di sodio e una molecola di ATP si legano alla pompa sodio potassio

➢ l'idrolisi dell'ATP (ADP+P) cambia conformazione alla proteina Carrier

➢ gli ioni di sodio vengono liberati verso l'esterno dalla membrana è la nuova forma del canale permette il legame di 2

ioni di potassio

simporto sodio glucosio→ ATP INDIRETTO

➢ Proteine ‘’SGLT’’ → sono presenti principalmente nella membrana delle cellule assorbenti del intestino tenue ove

presiedono all'ingresso nella cellula del glucosio

➢ Proteine ‘’SGLT’’ → sono molto presenti anche nelle cellule epiteliali dei tubuli del rene, ove consentono il recupero di