La cellula procariotica ed eucariotica

L’unità fondamentale della materia vivente è la cellula, la quale possiede tutte le proprietà

fondamentali.

Il termine cellula fu proposto da Robert Hooke, un fisico inglese che osservò una fettina sottile di

sughero. Ciò che osservò erano delle file di celle, ben delimitate, simili a quelle di un alveare, che gli

ricordavamo le piccole celle di un convento o di una prigione: “cellette”, da cui la denominazione

cellula.

TEORIA CELLULARE

Tutti gli organismi viventi sono dunque costituiti da cellule, le quali rappresentano le unità funzionali

degli organismi stessi.

Le cellule si originano per divisone di cellule preesistenti

Gli organismi si dividono in

• procarioti (dal greco pro= “precedente” e karion= “nucleo”)

• eucarioti (dal greco eu = “autentico” e karion= “nucleo”)

LA CELLULA PROCARIOTICA

Nella cellula procariotica vi è l’assenza del nucleo, tant’è che il DNA cromosomico si trova libero nel

nucleoide.

citoplasma e forma una struttura chiamata nucleo,

Nella cellula eucariotica invece è presente il e il DNA si trova quindi raccolto in questo

nucleo che lo separa dal citoplasma.

Nel caso della cellula procariotica i processi cellulari si svolvono nel medesimo ambiente, ovvero il

citosol

Nelle cellule eucariotiche invece i processi avvengono in dei compartimenti ben precisi.

I procarioti vengono classificati in due gruppi principali:

Archea:

• sono i procarioti piú antichi (batteri primitivi)

Bacteria:

• si tratta di organismi unicellulari procarioti

Procarioti eucarioti

Bacteria

Il gruppo comprende la maggior parte degli organismi a singola cellula, privi di nucleo.

I batteri rappresentano le forme di organismi procarioti che si incontrano più comunemente.

I batteri risultano molto importanti per gli equilibri biologici

positive negative

Svolgono funzioni e per l’uomo

positive:

Funzioni biotecnologico

• si rivelano molto utili da un punto di vista

• i batteri del tratto intestinale umano costituiscono la flora batteria intestinale (microbiota)

negative:

Funzioni

• alcuni batteri patogeni uccidono e riducono la flora batterica intestinale

Streptococcus Pneumoniae

• un noto batterio, è il principale responsabile dell’insorgenza di

polmoniti

I batteri possono avere diverse forme:

• sferica - cocchi

• allungata - bacilli

• spiralizzata - spirilli e spirochete (Treponema Pallidum??) Clostridium Tetani.

Alcuni batteri sono anche in grado di formare spore, come il

Sporulazione o sporogenesi: in condizioni ambientali avverse, alcuni batteri formano spore. I

processi che portano alla formazione di spore consistono essenzialmente nella perdita di acqua e

nella comparsa di una spessa membrana impermeabile. Inoltre gli scambi con l’ambiente si

riducono e il metabolismo si riduce. In queste condizioni le spore possono sopravvivere a lungo.

CELLULA PROCARIOTICA: STRUTTURA non

Si tratta di una cellula priva di nucleo e compartimentalizzata

Membrana plasmatica

Presenta bene o male le medesime caratteristiche della membrana delle cellule eucariotiche

Infatti essa

• delimita un unico compartimento intracellulare (citoplasma)

• è semipermeabile: controlla il trasporto di liquidi, ioni e molecole

lipoproteica

• è di natura lipidica

La componente è rappresentata da lipidi complessi (priva di colesterolo, che invece

troviamo nella membrana degli eucarioti)

proteica

La componente corrisponde invece a recettori, trasportatori e sistemi multi-enzimatici

Tutti gli enzimi della catena respiratoria qui si trovano sulla membrana plasmatica a differenza della

cellula eucariotica dove sono situati nei mitocondri.

La cellula procariotica contiene anche i mesosomi, strutture importanti per la divisione cellulare

Citoplasma

• ricco di H2O, ioni e macromolecole

Inoltre contiene:

• numerosi ribosomi nucleoide

• DNA genomico: molecola circolare di DNA, organizzato nel

• Plasmidi: DNA circolare extragenomico di piccole dimensioni.

In questi plasmidi possono essere localizzati alcuni geni, come quelli che forniscono la resistenza al

batterio verso alcuni antibiotici. parete

All’esterno della membrana plasmatica i batteri presentano una cellulare, diversa da quella

delle cellule vegetali. capsula.

Inoltre alcuni batteri sono dotati di un involucro esterno che prende il nome di

Molti batteri possono essere dotati anche di flagelli, strutture responsabili del movimento della

flagellina.

cellula, costituite da un polimero di pili

Alcuni batteri presentano altre estroflessioni secondarie che prendono il nome di

CELLULA PROCARIOTICA: IL MATERIALE GENETICO

cromosoma circolare, nucleoide,

Il DNA è organizzato in un singolo localizzato nell’area definita

una zona della cellula non delimitata da membrana. Esso interagisce con la membrana plasmatica a

livello del mesosoma.

In aggiunta al DNA principale, i batteri possono contenere piccole molecole di DNA circolare, dette

plasmidi, che codificano per enzimi catabolici, per la resistenza ad antibiotici, ecc..

Nei batteri, ma in generale nelle cellule procariotiche ed eucariotiche, le dimensioni della molecola

del DNA superano quelle della cellula.

Dunque la molecola del DNA è associata ad una introflessione della membrana plasmatica, ossia il

mesosoma, dove sono concentrate le ATP sintetasi (pompe utili alla sintesi di ATP).

E.Coli

Diversi studi in hanno dimostrato che il DNA batterico interagisce con proteine basiche, simili

proteine HL

agli istoni eucariotici, che prendono il nome di (Histon Like: HL1 e HL2)

L’interazione DNA - proteine risulta utile a ridimensionare, stabilizzare e compattare il DNA, che in

anse superavvolte.

questo modo formerà delle

Ecco quindi che il DNA così compattato si ritrova nel nucleoide.

CELLULA PROCARIOTICA: STRUTTURE SPECIALIZZATE parete cellulare

La maggior parte delle cellule procariotiche possiede una esterna alla membrana,

con funzione di sostegno e protezione.

Questa parete è costituita da peptidoglicano, ossia da una matrice formata da amminozuccheri

legati trasversalmente da corte unità polipeptidiche.

In base alla composizione della parete cellulare i batteri possono essere classificati in:

Gram positivi: molti

• sono quei batteri dotati di una parete molto spessa poiché è costituita da

strati di peptidoglicano

Gram negativi:

• la parete qui è invece costituita da due membrane fosfolipidiche che racchiudono

sottile strato di peptidoglicano.

un

Gram è in realtà il nome di un medico danese che mise a punto una tecnica di colorazione, usando

Gram positivi

alcuni coloranti, come il violetto di genziana, per distinguere e classificare i batteri dai

Gram negativi. Gram positivi

• In particolar modo i batteri se esposti al colorante e poi decolorati in alcol non si

decolorano; dunque essi trattengono il colorante che li conferisce un colore (blu/violetto)

Gram negativi

• Nei batteri invece il colorante penetrante nella membrana colorando lo strato più

esterno, il quale poi si decolora in alcol

CELLULA PROCARIOTICA: RIPRODUZIONE

Se la cellula progenitrice è esattamente uguale a quella che l’ha generata ecco che essa dovrà

possedere lo stesso genoma.

Infatti la cellula madre prima di dividersi provvede alla duplicazione del proprio materiale genetico.

mesosomi,

La cellula quindi comincia ad allungarsi e successivamente, a livello dei la membrana si

sdoppia andando a formare un setto divisorio che poi originerà due cellule distinte.

In questo modo se la cellula figlia a sua volta si divide ecco che che si ottiene un corredo di cellule

diploide.

LA CELLULA EUCARIOTICA

cellula eucariotica,

La a differenza di quella procariotica caratterizzata da un unico compartimento

compartimenti

cellulare entro cui si svolgono tutte le attività metaboliche, comprende distinti e

compartimentata.

quindi si tratta di una cellula Inoltre la cellula eucariotica è dimensionalmente piú

grande di quella procariotica.

Vi sono due compartimenti principali:

nucleo,

• circoscritto da doppia membrana

citoplasma,

• delimitato esternamente dalla membrana plasmatica

Nel citoplasma vi è un sistema di membrane che circoscrive alcuni compartimenti con strutture e

funzioni diverse.

cit