La cellula: descrizione dei vari tipi di cellula, autotrofia ed eterotrofia, mitosi ecc, Appunti di Biologia

Scarica La cellula: descrizione dei vari tipi di cellula, autotrofia ed eterotrofia, mitosi ecc e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! L'unità di base di tutti gli organismi è la cellula, che è la struttura più semplice in grado di funzionare in modo autonomo e di svolgere tutte le funzioni vitali, compresa la capacità di riprodursi. Esistono, tuttavia, anche organismi piccolissimi e talmente semplici da essere costituiti da un'unica cellula: gli organismi unicellulari. Ognuno di noi è formato da qualcosa come novantamila miliardi di cellule, ma tutte derivano da un'unica cellula: l'oocita fecondato, prodotto dall'unione di una cellula uovo di nostra madre con una cellula spermatica di nostro padre. Tutti gli organismi viventi sono costituiti da una o più cellule e tutte le cellule provengono da cellule preesistenti. Le cellule hanno una struttura molto complessa, organizzata secondo un modello di base comune : ® sono avvolte dalla membrana plasmatica. un involucro sottile e deformabile che filtra le sostanze in ingresso e in uscita dalla cellula; ® l'ambiente interno è costituito da un materiale gelatinoso, chiamato citoplasma, composto di acqua, molecole di vario genere e ioni, dentro al quale avvengono i processi chimici che garantiscono la sopravvivenza e la crescita; ® contengono una o più molecole di DNA e i ribosomi. CELLULE EUCARIOTICHE € PROCARIOTICHE Il patrimonio genetico può essere distribuito in diversi modi nelle cellule. Da questo punto di vista possiamo dividere le cellule in due categorie: cellule procariotiche e cellule eucariotiche: -Letcellule procariotiche (dal greco «davanti, prima di» e «nucleo») sono piccole, semplici e contengono una o più molecole di DNA disperse nel citoplasma. Gli organismi costituiti da cellule procariotiche sono chiamati procarioti e sono esclusivamente unicellulari. -LelGallileeuicariotichè (dal greco «buono, vero» e «nucleo») sono dotate di una struttura di controllo centrale detta nucleo, dove sono contenute le molecole di DNA. Nel citoplasma di queste cellule sono inoltre presenti numerosi organuli. Gli organuli sono scomparti delimitati da membrane simili a quella plasmatica e ciascuno di essi svolge una funzione particolare al servizio della cellula. Il nucleo stesso è un organulo. Gli organismi costituiti da cellule eucariotiche sono detti eucarioti e possono essere unicellulari o pluricellulari. Membrana plasmatica Ribosomi DNA Citoplasma Calina animale vagila Le cellule animale e vegetale si differenziano tra di loro per alcune caratteristiche. Per esempio/lllformà e latdimenisione sono diverse anche se ci sono tanti organi che si assomigliano. Le cellule vegetali hanno delle strutture particolari, alcune delle quali permettono di svolgere la fotosintesi clorofilliana alla pianta. Vediamo di seguito tutte le differenze principali da sapere tra cellula animale e vegetale: e (Gimanisioni: la cellula animale misura dai 10 ai 30 micron, mentre quella vegetale può essere grande anche 100 micron. Ciò significa che le cellule vegetali possono essere anche 10 volte più grandi di quelle animali. ® (aîiadia cellula vegetale presenta una forma cubica e rigida dovuta alla presenza della parete cellulare chiamata cellulosa, mentre quella animale non possiede alcuna forma particolare non avendo una struttura fissa. ® Nella cellula vegetale è presente unffaGiolodi dimensioni enormi che può arrivare a occupare quasi tutto lo spazio della cellula. Esso contiene zuccheri, acqua e proteine che consentono alla cellula di crescere e funzionare correttamente. e Glitrganuli che contengono la clorofilla si chiamano cloroplasti e sono presenti solamente nelle cellule vegetali. Questi consentono di trasformare la luce solare, l'anidride carbonica e l'acqua in energia chimica e di liberare l'ossigeno (fotosintesi clorofilliana). ® (antrioli)che si occupano della riproduzione cellulare, sono presenti solo nelle cellule animali. Cosa hanno in comune la cellula animale e vegetale? La cellula animale e vegetale presentano tante strutture in comune. Ecco quali sono: ® (NiGledbla parte più importante e centrale della cellula. Al suo interno è presente il DNA ed è separato dal citoplasma da una membrana nucleare. ® (Ribosomi» sono organelli che si occupano della sintesi delle proteine. Questi codificano le informazioni dell'RNA e assemblano gli ‘amminoacidi. e Apparato delGolgion sistema che riceve le proteine modificate e che le modifica ulteriormente. piccoli organi che si occupano del metabolismo di una cellula. . rotegge la cellula e seleziona le molecole che possono entrare. Si tratta di una struttura di due strati, di fosfolipide e di proteine integrali. ® (Gistematdiendomembranerthe si occupano di sintetizzare le proteine grazie ai ribosomi o dei lipidi di membrana. e (Citoscheletroche mantiene la struttura della cellula e aiuta i movimenti della stessa. reticolo endoplasmatico membrana plasmatica lisosoma centrioli Cellula animale mitocondrio apparato del Golgi reticolo endoplasmatico mitocondrio apparato del Golgi Cellula vegetale Made with Goodnotes MITOSI Il periodo compreso tra due divisioni cellulari è detto ciclo cellulare, e comprende tre fasi: . membrana Interfase MUcleare prima dell'inizio della mitosi, non è «finterfase)a sua volta suddivisa nelle fasi: Gin cui la cellula si accresce e svolge le proprie attività; + in cui avviene la duplicazione del DNA: - 62, in cui i cromosomi si spiralizzano; ®(Mitosi) in cui si separano i cromosomi nei due nuovi nuclei; * citodieresibin cui il citoplasma si divide e viene ripartito nelle due nuove cellule figlie. Durante l'interfase del ciclo cellulare, lalCellula è Cresciuta» ha prodotto nuove proteine e nuove strutture (come le membrane) e ha duplicato il proprio DNA attraverso i processi che abbiamo descritto nei paragrafi precedenti. A questo punto la cellula è pronta per dividersi generando due cellule figlie: - con la mitosi si suddivide il materiale nucleare della cellula madre; - nella fase di citodieresi avviene la separazione del citoplasma. Nella mitosi noscono quattro fasi, chiamate ‘ profase, metafase/fanafase e telofase. La citodieresi inizia prima che la mitosi si sia conclusa. Al termine della citodieresi le due cellule figlie contengono tutte le componenti che caratterizzano una cellula completa, anche se gli organuli possono essere distribuiti in modo disomogeneo nelle due cellule. Made with GoOdnotes ancora possibile distinguere i cromosomi al microscopio perché sono in forma di cromatina. Profase — La cromatina si condensa e diventano vi- sibili (al microscopio ottico) i cromosomi. - I microtubuli si dispongono a formare il fuso mitotico a partire da due strutture che contengono i centrioli. - La membrana nucleare si disgrega e le fibre del fuso agganciano i cromosomi. Metafase - Le fibre del fuso, allungandosi e accor- ciandosi, determinano l'allineamento dei cromosomi lungo il piano equatoriale della cellula. - In ciascun cromosoma, un cromatidio è legato ai microtubuli provenienti da un polo del fuso; l'altro cromatidio a quelli del polo opposto. Anafase - I microtubuli si accorciano trascinando i cromatidi fratelli verso i poli opposti della cellula. Da questo momento, ciascun cromatidio è considerato un cromosoma indipendente. - Altre fibre, non attaccate ai cromatidi, si allontanano facendo allungare la cellula. — Al termine dell’anafase le due serie di cromosomi hanno raggiunto i due poli. Telofase - Si riforma la membrana nucleare attorno ai due gruppi di cromosomi, che si despiralizzano e tornano allo stato di cromatina. - Il fuso mitotico si disgrega e le fibre che lo compongono tornano a far parte del citoscheletro. - Alla fine della mitosi i due nuovi nuclei sono geneticamente identici. MEIOSI La divisione meiotica e la produzione di gameti Ricapitolando, le cellule eucariotiche si possono dividere in due modi: - lafmitosi produce cellule con lo stesso numero di cromosomi della cellula madre; - laM@iosîproduce cellule aploidi, cioè con un patrimonio genetico dimezzato rispetto a quello della cellula madre. Entrambi i processi sono preceduti da una sola duplicazione del DNA, che avviene durante l'interfase del ciclo cellulare. La meiosi comprende due divisioni successive del nucleo e della cellul e produce 4 cellule figlie. Nella profase | della meiosi si verifica il crossing=over, uno scambio di segmenti corrispondenti tra cromosomi omologhi che genera nuove combinazioni. | cromosomi che derivano da questo processo sono diversi da quelli di partenza e portano una ffiescolanza delle caratteristiche (Geneticherche l'individuo aveva a sua volta ricevuto dai genitori. Gli scambi avvengono a caso, motivo per cui le combinazioni possibili sono milioni. Ne deriva che ogni gamete prodotto da un individuo è diverso da tutti gli altri prodotti dallo stesso individuo. CROSSING OVER Il crossing-over può verificarsi solo se i cromosomi sono molto vicini. Nei punti indicati i cromatidi Nel crossing-over i due cro- di due cromosomi omologhi mosomi si sono scambiati dei aderiscono uno all'altro. segmenti corrispondenti. Made with GOOdnotes Interfase Prima dell'inizio della meiosi I avviene la duplicazione dei cromosomi. Profase I = La cromatina si condensa e diventano visibi- li i cromosomi, formati da cromatidi identici. -I cromosomi omologhi si appaiano formando delle strutture dette tetradi (costituite da 4 cromatidi). -I cromosomi appaiati si scambiano tra loro alcuni segmenti durante un processo detto crossing-over. Metafase I - Le tetradi si allineano sul piano equatoriale della cellula. - Per ogni tetrade i microtubuti del fuso legati a uno dei due cromosomi omologhi provengo- no da uno dei due poli della cellula, mentre l’altro cromosoma è attaccato alle fibre che provengono dal polo opposto. Anafase I Le tetradi si dividono e i cromosomi omologhi migrano verso i poli opposti della cellula. Telofase I I cromosomi raggiungono i poli della cellula. Ogni cromosoma è ancora formato da due cromatidi. Citodieresi Contemporaneamente alla telofase I si verifica la citodieresi. Ogni cellula figlia contiene un solo cromosoma (due cromatidi) di ciascuna coppia di omo- loghi. interrase La meiosi I è seguita da una breve interfase durante la quale il DNA non viene duplicato. La cromatina si condensa nuovamente. Meiosi Il La meiosi II è sostanzialmente simile a una mitosi, con la differenza che ha inizio da una cellula in cui il patrimonio genetico non è stato duplicato. Nell’anafase II, i due cromatidi di ciascun cromosoma si separano e migrano ai poli opposti del fuso, diventando cromosomi indipendenti. Telofase II e citodieresi La telofase II e la citodieresi av- vengono contemporaneamente. Sî formano 4 cellule figlie, ciascuna con un assetto aploide di cromosomi.