Introduzione alla citologia: appunti di citologia

DNA,

arriva a sostituire l’RNA con il un acido nucleico meno

reattivo, con una configurazione strutturale meno accessibile,

ovvero una doppia elica di filamenti complementari ed antiparalleli.

Quando invece, il nucleo viene rivestito esternamente da una

membrana cellulare chiusa, ma con entrata e uscita controllata da

dei meccanismi specifici..

Nascita della cellula Procariota

Mentre quando si sente il bisogno di delimitare dentro uno spazio

ben preciso l’acido nucleico responsabile della riproduzione,

formandosi un nucleo ben definito..

Nascita della cellula Eucariotica

Evoluzione : Dalle cellule create agli organismi attuali

Dalla prima cellula procariote formatasi discendono tutte le altre

Antenato progenitore comune )

cellule che esistono tutt’ora. (

Si riesce a divedere l’evoluzione della cellula in organismi più

3 Domini, 6 regni :

complessi in divisi a loro volta in

Dominio Bacteria

I membri del dominio Bacteria sono tra i procarioti più diffusi e più

diversificati.

Dominio Archaea

La maggior parte dei procarioti raggruppati nel dominio Archaea

vivono negli ambienti terrestri caratterizzati da condizioni

ambientali estreme, quali i laghi ad alta salinità e le sorgenti calde

con acque bollenti.

Prove di natura molecolare dimostrano che gli Archaea presentano

caratteri comuni con gli eucarioti, in misura non minore dei tratti

morfo-funzionali che essi condividono con i membri del dominio

dei Bacteria.

Dominio Eukarya

regno Protista

Il consiste di eucarioti unicellulari, e delle forme a

loro correlate, caratterizzate da associazioni cellulari relativamente

semplici.

egno Plantae

Il r consiste di eucarioti multicellulari in grado di

effettuare la fotosintesi

egno Fungi

Il r viene definito con riferimento, almeno parziale, alle

strategie nutrizionali dei suoi membri, come questi esemplari che

assorbono nutrienti da materiale organico in decomposizione.

regno Animalia

Il comprende eucarioti multicellulari che si nutrono

ingerendo altri organismi.

Livello di organizzazione cellulare

Chimica della materia vivente

Protoplasma

Composizione chimica

C ( carbonio )

H ( idrogeno )

O ( ossigeno ) Elementi primari

N plastici

( azoto ) ( 97 % )

S ( zolfo ) Protoplasma è

P ( fosforo ) un termine

simile al

Composizione tipo ( Soluzione ) citoplasma. È

una soluzione

( Solvente )

Acqua 75- 80 %. acquosa di

Lipidi 2 - 3 % cristalloidi e

Proteine 10 - 20% molecole

( Soluto )

Acidi nucleici 1 - 1,5% organiche di

Glucidi 1% varia natura.

Sali minerali 1%

Classificazione dei componenti chimici del protoplasma

- Composti organici : Acidi nucleici, proteine, glucidi, lipidi

- sali minerali acqua.

Composti inorganici : e Importanza del

polimero :

sali idrati,

Si trovano sotto forma di Minore solubità

ovvero dissociati in ioni idrati: Minore pressione

Cationi : ( K Na ,Ca ,Mg )

+ , + 2+ 2+ osmotica nella cellula

Anioni : ( Cl HCO , H PO SO

- 3- 4- 4- )

2 Minore agitazione

termica

Solvente, altamente polare, dove le altre

molecole riescono ad stabilire le loro forze.

Essa è legato tra tutte le sue molecole attraverso

ponte a Idrogeno (

un H ) formato tra l’ossigeno di

una e l’ H dell’altra.

Con il congelamento questo ponte H si blocca

con le dovute conseguenze ( Ghiaccio ).

Con l’ebollizione il ponte idrogeno si spezza con

le dovute conseguenze ( Vapore ).

Funzione dei sali minerali:

Na+, K+, Cl- =

regolazione della permeabilità di membrana.

Ca2+ =

fosfato di calcio nell’osso e nei denti. Il

calcio regola la contrattilità muscolare e

l’eccitabilità delle fibre nervose, interviene nel

processo di coagulazione e nella attivazione di molti

sistemi enzimatici. Agisce da secondo messaggero nella

trasduzione dei segnali cellulari.

HPO4- =

fosfato contribuisce all’equilibrio del pH ematico e

all’immagazzinamento dell’energia

sottoforma di ATP, GTP. E’ presente nei fosfolipidi,

negli acidi nucleici, in molte proteine.

Mg2+ =

presente come fosfato di magnesio nelle ossa. In forma ionica

agisce attivando molti sistemi enzimatici. Stabilizza la

conformazione molecolare di acidi nucleici e clorofilla.

SO4 —=

Il solfato stabilizza la struttura di molte proteine (cheratina,

lisozima).

HCO3- =

Il bicarbonato consente il trasporto di CO2 ed interviene nel

mantenimento dell’equilibrio acido-base nel sangue.

Fe =

il ferro assicura il trasporto dell’ossigeno da parte dell’emoglobina

ed il trasporto degli elettroni nelle catene di ossido-riduzione.

I =

lo iodio è un costituente della molecola degli ormoni tiroidei.

Funzioni Oligodinamici :

Alcuni metalli si trovano all’interno del corpo per funzioni piccole,

spesso catalitiche, negli enzimi. ( Br, Mn, Cu, V, Al, Se )

Può capitare di trovare elementi privi di funzioni, capitati

accidentalmente o per caratteristiche chimiche affini.

Legami Chimici

I legami chimici in biologia permettono l’interazione degli elementi

per la formazione di molecole, e via via sempre più complessi per

costruire le strutture della cellula. Inoltre per permettere tutte le

reazioni perciò funzioni della cellula, essa ha bisogno di rompere e

formare legami con produzione e utilizzo di energia.

L’instaurazione del legame avviene tramite il tentativo da parte degli

atomi di riempire il loro stato di elettroni più esterno ( ottetto ).

Si dividono in 2 categorie principali : L’aggettivo forte

Legami forti e legami deboli e debole deriva

dall’energia che

ci vorrà per

I legami forti ne è principalmente uno : rompere o

I legami covalenti mette in condivisione una o ricostituire quel

due coppia/e di elettroni tra 2 atomi che legame.

difficilmente cedono completamente un

elettrone. La forza del legame, ( come la nube

elettronica che si crea ) è molto forte e attrattiva

tra gli atomi, tanto che solo grazie agli enzimi riesce la sua

catalizzazione. Questo tipo di legame è diffuso e molto usuale

trovarlo nelle molecole organiche ( Legame

peptidico, legame glucosidico ).

Esistono 2 tipologie di legami covalenti :

- Legame puro = dove gli atomi sono uguali

e quindi attraggono la nube elettronica

condivisa allo stesso modo, con

conseguente simmetria della molecola.

- Legame polare = dove gli atomi non

sono uguali e quello più elettronegativo

attira verso di se la nube elettronica

condivisa, con conseguente asimmetria

Quando una molecola è polare ( ovvero

contiene un legame covalente polare ) ottiene

due caratteristiche importanti a livello

cellulare :

L’idrofilia ( compatibilità con il mezzo acquoso )

Attrazione intermolecolare e intramolecolare.

della molecola.

I legami ionici, invece, avvengono per cessione e assorbimento di

elettroni da un atomo all’altro, con formazione di cariche opposte,

che rappresenta la forza del legame. Questa forza si può

classificare media poiché è forte, ma con l’azione del solvente

solvatazione degli elementi )

acqua ( si separano in ioni idrati.

Esso lega moltissimi composti inorganici ( sali ) e i liquidi biologici

della cellula ( elettroliti ). Legami distruttibili

I legami deboli sono principalmente 3 : da forze chimico -

1. Legame a ponte H ( Idrogeno ) fisiche

Formato da un idrogeno in una molecola che

viene attratto da un atomo in un altra molecola

( Vedere esempio acqua )

2. Interazioni elettrostatiche ( forze di Van Der Vart )

Interazioni dovute alla polarità e quindi idrofilia delle molecole, che

vengono attirate tra di loro per forze elettrostatiche ( + e - )

3. Interazioni idrofobiche non polari.

Interazioni tra molecole idrofobiche neutre che, non entrando

nell’acqua, riesco ad isolarsi insieme e perciò unirsi attraverso

queste interazioni.

Il vivente : un sistema gerarchico multivitellare

Cellula Eucariotica

Sono le cellule dei funghi, degli animali e delle piante.

Sono grandi circa 10 volte di quelle procariotiche. Hanno la membrana

cellulare, il citoplasma e i ribosomi; in più hanno degli altri comparti

citoplasmatici delimitati da citosol mediante una membrana, chiamati

organuli. Questi organuli svolgono un ruolo

ben preciso nella cellula a cui appartengono;

Le cellule eucariotiche questi ruoli vengono definiti secondo delle

differiscono per forma, reazioni chimiche che li caratterizzano.

dimensione e numero.

La forma è l’espressione Nucleo

plastica della funzione E' l'organulo di dimensioni maggiori, è

delimitato da una membrana, ha forma e

dimensioni variabili secondo il tipo cellulare.

Contiene il DNA; nel nucleo si svolge la duplicazione e le prime fasi del

processo di decodificazione dell'informazione genetica.

Mitocondri

In questi organuli l'energia

immagazzinata nei legami chimici delle

molecole di carboidrati viene

convertita in una forma più accessibile

alla cellula (ATP); avvengono anche

delle trasformazioni biochimiche degli

amminoacidi e degli acidi grassi.

Reticolo endoplasmatico e Apparato

del Golgi

Qui le proteine sono assemblate e

vengono indirizzate verso le proprie

destinazioni nella cellula. Legge di Driesch =

Lisosomi o Vacuoli Cellule omologhe di

Qui le molecole più grandi vengono idrolizzate fino ad individui della stessa

ottenere dei monomeri utilizzabili.

Cloroplasti specie o di specie

affini sono di

Si svolge la fotosintesi. grandezza pressoché

Le membrane che circondano ogni organulo hanno due costanti.

compiti:

- Separare le molecole contenute negli organuli dalle

molecole presenti nella cellula.

- Regola il passaggio delle molecole, permettendo cosi alle materie prime di

entrare negli organuli e alle sostanze sintetizzate di essere liberate nel

citoplasma Cellula Procariotica

Riescono a sopravvivere anche nelle condizioni ambientali più difficili. Hanno

delle dimensioni più piccole rispetto a quelle eucariotiche. Ogni procariote è

un organismo unicellulare. Le sostanze contenute nel citoplasma sono in

continuo movimento. Nel citoplasma avvengono delle reazioni di glicolisi e di

fermentazione. Le cellule procariotiche svolgono dei ruoli complessi, facendo

cosi molti processi biochimici.

Parete Cellulare

La maggior parte delle cellule procariotiche ha la parete cellulare, che si

trova all'esterno della membrana plasmatica.

La rigidità da sostegno e forma alla parete.

Contiene i peptidoglicani, che sono dei polimeri di amminozucchero, uniti da

dei legami covalenti, cos