Introduzione citologia

INTRODUZIONE CITOLOGIA

martedì 20 ottobre 2020 20:15

La cellula rappresenta la più piccola porzione di unità vivente, in grado di nutrirsi, riprodursi ed interagire con l’ambiente; lo studio delle caratteristiche morfologiche e funzionali delle cellule e degli organuli che le compongono è compito della citologia.

Considerando un organismo pluricellulare, le cellule si organizzano a formare dei tessuti; lo studio della struttura microscopica dei tessuti e di come questi siano connessi dal punto di vista funzionale e strutturale è compito dell'istologia.

I diversi tessuti formano gli organi o più organi diversi che cooperano all’interno di un apparato; lo studio morfologico e funzionale di organi ed apparati è invece il campo di indagine proprio dell'anatomia.

L'unione di più apparati diversi dà origine ad un organismo complesso; lo studio dei meccanismi di funzionamento degli organismi è compito della fisiologia.

LA CELLULA

• A metà del 1600 risalgono le prime osservazioni di cellule al microscopio
• A metà del 1800 viene enunciata la teoria cellulare secondo cui:
  • Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule
  • Tutte le cellule derivano da altre cellule preesistenti
  • Le cellule sono le più piccole unità viventi
• Dal punto di vista morfologico tutte le cellule presentano:
  • Una membrana che separa l’ambiente interno da quello esterno
  • Una regione contenente il DNA
  • Un citoplasma, sostanza semifluida colloidale in cui sono immerse le varie componenti cellulari (organelli e macromolecole).

Le cellule che formano gli organismi viventi possono essere distinte in:

• PROCARIOTICHE:
  • Hanno la membrana cellulare
  • Hanno una parete cellulare rigida che circonda la membrana
  • Non hanno una regione delimitata da membrana in cui è contenuto il DNA: la regione definita nucleoide contiene DNA che rimane libero nel citoplasma stesso
  • Mancano tutti gli organelli tipici di una cellula eucariote tranne i ribosomi
  • Hanno diametro tra 1 e 5 micron (10⁻⁶ m)
• EUCARIOTICHE:
  • Hanno la membrana cellulare
  • Solo quelle vegetali hanno una parete cellulare rigida
  • Hanno un nucleo delimitato da membrana contenente DNA
  • Hanno organelli delimitati da membrana immersi nel citoplasma.

INTRODUZIONE CITOLOGIA

martedì 20 ottobre 2020 20:15

La cellula rappresenta la più piccola porzione di unità vivente, in grado di nutrirsi, riprodursi ed interagire con l’ambiente; lo studio delle caratteristiche morfologiche e funzionali delle cellule e degli organuli che le compongono è compito della citologia.

Considerando un organismo pluricellulare, le cellule si organizzano a formare dei tessuti; lo studio della struttura microscopica dei tessuti e di come questi siano connessi dal punto di vista funzionale e strutturale è compito dell'istologia.

I diversi tessuti formano gli organi o più organi diversi che cooperano all’interno di un apparato; lo studio morfologico e funzionale di organi ed apparati è invece il campo di indagine proprio dell'anatomia.

L'unione di più apparati diversi dà origine ad un organismo complesso; lo studio dei meccanismi di funzionamento degli organismi è compito della fisiologia.

LA CELLULA

• A metà del 1600 risalgono le prime osservazioni di cellule al microscopio
• A metà del 1800 viene enunciata la teoria cellulare secondo cui:
• Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule
• Tutte le cellule derivano da altre cellule preesistenti
• Le cellule sono le più piccole unità viventi
• Dal punto di vista morfologico tutte le cellule presentano:
• Una membrana che separa l’ambiente interno da quello esterno
• Una regione contenente il DNA
• Un citoplasma, sostanza semifluida colloidale in cui sono immerse le varie componenti cellulari (organelli e macromolecole).

Le cellule che formano gli organismi viventi possono essere distinte in:

• PROCARIOTICHE:
• Hanno la membrana cellulare
• Hanno una parete cellulare rigida che circonda la membrana
• Non hanno una regione delimitata da membrana in cui è contenuto il DNA: la regione definita nucleoide contiene DNA che rimane libero nel citoplasma stesso
• Mancano tutti gli organelli tipici di una cellula eucariote tranne i ribosomi
• Hanno diametro tra 1 e 5 micron (10⁻⁶ m)
• EUCARIOTICHE:
• Hanno la membrana cellulare
• Solo quelle vegetali hanno una parete cellulare rigida
• Hanno un nucleo delimitato da membrana contenente DNA
• Hanno organelli delimitati da membrana immersi nel citoplasma.

• Hanno diametro tra 10 e 100 micron

COMPOSIZIONE DELLA MATERIA VIVENTE

Le componenti chimiche della materia vivente si classificano in:

• COMPOSTI INORGANICI: acqua e sali minerali
• COMPOSTI ORGANICI: zuccheri, proteine, lipidi, acidi nucleici, vitamine e tutti gli intermedi coinvolti nei processi metabolici.

L'ACQUA

• E' un solvente polare, il solvente biologico per eccellenza, essenziale per lo svolgimento della maggior parte delle reazioni metaboliche cellulari
• E' il maggior componente del corpo umano
• In base alle sue caratteristiche chimiche instaura rapporti diversi con i soluti, che si distinguono in:
• IDROFILICI: vanno in soluzione
• IDROFOBICI: non vanno in soluzione

COMPONENTI INORGANICHE

• MINERALI:
• Nutrienti essenziali che devono essere necessariamente assunti con la dieta
• Sono presenti nelle cellule, nei tessuti e nei liquidi extracellulari sotto forma di sali o ioni
• Rappresentano il 4-5% del peso corporeo e vengono costantemente eliminati dal corpo (feci ed urine): il corpo non è in grado di sintetizzarli per cui vanno reintegrati costantemente.
• Ruoli fisiologici:
  • regolano l’equilibrio idrosalino di cellule e tessuti
  • costituenti essenziali di diverse macromolecole biologiche (il ferro nell’emoglobina)
  • componenti essenziali di alcuni enzimi
• Si distinguono in:
  • MACRONUTRIENTI se il loro fabbisogno è > 100 mg (calcio, fosforo, potassio, magnesio, zolfo, sodio, cloro, magnesio)
  • MICRONUTRIENTI se il loro fabbisogno è tra 1 e 100 mg (fluoro, ferro, zinco, manganese)
  • OLIGOELEMENTI se il loro fabbisogno è < 1 mg (elementi in tracce: rame, iodio, cromo III, selenio)

COMPONENTI ORGANICHE

• CARBOIDRATI:
• Composti da carbonio, idrogeno e ossigeno
• _CnH2nOn n > 3
• Hanno diverse funzioni biologiche:
  • energetica

• strutturale
• di segnale

• Composti generalmente solubili in acqua
• L'unità di base è il monosaccaride (generalmente composti ciclici a 5 o 6 atomi di carbonio): in base al numero di ripetizioni si hanno
  • OLIGOSACCARIDI se < 20 monosaccaridi
  • POLISACCARIDI se >= 20 monosaccaridi
• Possono combinarsi con altri elementi dando origine a glicoconiugati

Possono combinarsi con altri elementi a formare i GLICOCONIUGATI.

LIPIDI:

• Composti chimicamente eterogenei, insolubili in acqua
• Le loro unità base sono gli acidi grassi saturi (coda lipofila con legami semplici) o insaturi (coda lipofila idrocarburica con doppi legami C=C)
• Le loro principali funzioni fisiologiche sono:
  • energetiche (trigliceridi)
  • strutturali (glicerofosfolipidi, sfingolipidi, steroli)
  • ormonali (eicosanoidi)
  • segnalazione intracellulare
• In base al tipo di struttura che li caratterizza, i lipidi presenti all'interno della cellula si distinguono in:
  • GLICEROLIPIDI: la struttura di base è una molecola di glicerolo. Hanno essenzialmente funzione energetica e strutturale.
  • SFINGOLIPIDI: la struttura di base è una molecola di sfingosina. Hanno per lo più funzione di segnale.
  • STEROLI: la struttura di base è un nucleo steroideo, formato da anelli fusi, con struttura planare rigida. Quello più rappresentativo è il colesterolo, che ha funzioni strutturali e metaboliche.

PROTEINE:

• Sono catene di amminoacidi uniti da legami peptidici:
  • OLIGOPEPTIDI: formati da pochi residui amminoacidici
  • POLIPEPTIDI: formati da molti residui amminoacidici
• Sono catene polarizzate
• La disposizione spaziale degli atomi che le compongono è definita conformazione e la sua stabilità dipende dall'instaurarsi di interazioni idrofobiche
• Le proteine coniugate presentano gruppi chimici addizionali permanentemente associati alla catena amminoacidica

• Assumono un'organizzazione strutturale ben definita e possono andare incontro a modificazioni post-traduzionali
• Le proteine coniugate presentano gruppi chimici addizionali (gruppi prostetici) associati permanentemente alla catena amminoacidica essenziali per la funzionalità biologica

• Livelli organizzativi:
  • STRUTTURA PRIMARIA: sequenza degli aa, contiene già tutte le informazioni necessarie per poter assumere la sua conformazione definitiva
  • STRUTTURA SECONDARIA: conformazione della proteina nello spazio
  • STRUTTURA TERZIARIA: disposizione dei vari segmenti della proteina nello spazio tridimensionale
  • STRUTTURA QUATERNARIA: disposizione delle varie subunità che vanno a formare la proteina
• ACIDI NUCLEICI:
  • Elementi chiave nella trasmissione dell'informazione:
    • DNA - informazione genetica
    • RNA - informazione per la sintesi delle proteine
  • Le unità di base degli acidi nucleici sono i nucleotidi, composti da:
    • Base azotata
    • Zucchero a 5C (PENTOSIO)
    • Gruppo fosfato
• Le basi azotate sono composti aromatici eterociclici a disposizione planare
• Si dividono in due grandi famiglie:
  • BASI PURINICHE, derivate dalla purina: adenina e guanina (in DNA e RNA)
  • BASI PIRIMIDINICHE, derivate dalla pirimidina: citosina (in DNA e RNA), timina (solo in DNA), uracile (solo in RNA)
• DNA e RNA sono composti da filamenti ad elevato peso molecolare, estremamente flessibili