La cellula eucariote e procariote, Appunti di Biologia

Scarica La cellula eucariote e procariote e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! LA CELLULA CELLULA EUCARIOTE E PROCARIOTE TEORIA CELLULARE (Schleiden e Schwann) 1. Tutti gli esseri viventi sono costituiti da una o + cellule (=unità morfo-funzionali) 2. Le reazioni biochimiche di un organismo avvengono all’interno delle cellule 3. le cellule sono originate a partire da altre cellule (divisione cellulare) 4. Le informazioni ereditarie sono contenute nella cellula e vengono trasmesse da madre a figlia Dimensioni e Tipologie cellulari: ➔ Le cellule possono essere: ● PROCARIOTICHE: piccole e semplici ● EUCARIOTICHE: dimensioni maggiori ! le funzioni fondamentali sono simili ➔ Gran parte delle cellule: da 1 a 100 μm ➔ viene mantenuto un rapporto superficie/volume adeguato per scambi con l’esterno CELLULE PROCARIOTICHE (1-10 μm) ● Esseri viventi divisi in 3 domini: 1. Eucarioti 2. Archei 3. Batteri 2. e 3. organismi unicellulari formati da cellule procariotiche ● Possiedono: ➔ membrana plasmatica + eventuale parete cellulare e capsula ➔ citoplasma (citosol + particelle disperse) ● Molecola di DNA circolare nel NUCLEOIDE e plasmidi (no NUCLEO) ● Molti procarioti possiedono all’esterno della membrana plasmatica una parete cellulare formata da peptidoglicani: GRAM +/- ● Soprattutto i GRAM + presentano mesosomi (=invaginazioni di membrana importanti per divisione cellulare e reazioni biochimiche ● In alcuni casi la parete è rivestita da una capsula di polisaccaridi (protezione, adesione) ● Alcuni batteri possiedono specializzazioni: ➔ Flagello: struttura proteica deputata al movimento ➔ Pili: formazioni piccole e numerose che permettono adesione e scambi (ex. pili sessuali importanti per la coniugazione batterica) CELLULE EUCARIOTICHE (10-100 μm) ● Dominio: Eucarioti (protisti, vegetali, funghi, animali)→ organismi uni- e pluricellulari ● Delimitate dalla membrana plasmatica CELLULA EUCARIOTICA CELLULA PROCARIOTICA 10-100 μm 1-10 μm Presenza di organuli: compartimenti delimitati da membrane NO Nucleo delimitato da membrane NO DNA lineare complessato a formare cromosomi Singolo DNA circolare e plasmidi rRNA 5, 18 e 28S rRNA 5, 16 e 23S Ribosomi 80S (+ grandi) Ribosomi 70S (50S + 30S) CELLULE ANIMALI E VEGETALI: DIFFERENZE CELLULA ANIMALE CELLULA VEGETALE PARETE CELLULARE NO SI VACUOLI NO* SI CLOROPLASTI NO SI CENTRIOLI SI NO MITOCONDRI SI SI LISOSOMI SI NO *nelle cellule animali possono essere presenti piccoli vacuoli ● formato da cisterne membranose appiattite + vescicole e vacuoli ● non è collegato direttamente al RER, ma tramite vescicole (collegamento funzionale) ● presenta 3 regioni: Cis (verso il nucleo), intermedia e Trans (verso la membrana) ● Funzioni: 1) smistamento delle proteine sintetizzate dal RER 2) maturazione delle proteine (O-Glicosilazione) e modificazioni post-traduzionali 3) sintesi di polisaccaridi come la mucina 4) condensazione delle proteine a formare vescicole LISOSOMI ● parte del sistema membranoso interno ● organulo avvolto da membrana ● contengono idrolasi acide ● possiedono ambiente acido (pH 5) garantito da pompe ATP-H+ sulla membrana ● sono presenti proteine associate alla membrana che impediscono la digestione all’esterno del lisosoma ● Funzioni: 1) intervengono nella degradazione di materiali provenienti dall’interno della cellula (autofagia) o dall’esterno (eterofagia) 2) garantiscono difesa cellulare e nutrimento, rimodellamento (con autofagia) e apoptosi 3) sono molto sviluppati negli spermatozoi, negli osteoclasti e si ritrovano anche durante lo sviluppo embrionale ● Formazione dei lisosomi: 1. il RER sintetizza le idrolasi acide 2. a livello del Golgi le idrolasi vengono modificate e inserite in vescicole: LISOSOMA PRIMARIO 3. il lisosoma primario si fonde con un fagosoma: LISOSOMA SECONDARIO 4. il materiale viene digerito e le particelle vengono espulse o formano corpi residui nel citoplasma 5. nell’autofagia il lisosoma si fonde con un autofagosoma formato da organuli da sostituire: questo permette il rinnovamento cellulare PEROSSISOMI ● organuli delimitati da membrana ● contengono enzimi ossidativi (es. catalasi) ● originati per gemmazione a partire dal REL ● sviluppati negli epatociti ● funzioni: 1) degradazione del perossido di idrogeno (H2O2) e specie dannose nel fegato (es. alcoli, fenoli, aldeidi) 2) ß-ossidazione degli acidi grassi a catena lunga insieme ai mitocondri 3) ossidazione dell’acido urico (enzima uricasi) 4) sintesi di colesterolo e particolari fosfolipidi di membrana MITOCONDRI ● organuli deputati alla produzione di ATP (es. utilizzata per contrazione muscolare, trasporto attivo, motilità cellulare) ● presenti negli eucarioti, dimensioni e numero variabile a seconda della richiesta energetica del tessuto ● partendo dall’esterno sono costituiti da: ➔ membrana esterna: liscia e permeabile, presenta porine (simile alla membrana plasmatica) ➔ spazio intermembrana ➔ membrana interna: organizzata in creste, selettiva e impermeabile a ioni e molecole polari (servono proteine carrier). Priva di colesterolo ➔ matrice mitocondriale: sostanza contenente granuli simili a ribosomi 70S, DNA mitocondriale, enzimi per respirazione cellulare (es. ATP sintasi) ● Funzioni e reazioni che avvengono in essi: ➔ sintesi colesterolo e ormoni steroidei insieme al REL ➔ decarbossilazione ossidativa e ciclo di krebs ➔ intervengono nell’apoptosi ➔ ß-ossidazione degli acidi grassi ➔ produzione di ATP (catena di trasporto degli elettroni) ➔ metabolismo degli amminoacidi ➔ produzione di calore con proteina termogenina (t. adiposo bruno) ● come si formano? Con la TEORIA ENDOSIMBIONTICA ➢ i mitocondri (e i cloroplasti) si sono formati grazie a un rapporto di simbiosi tra un batterio primitivo aerobico inserito in un eucariote primitivo più grande con metabolismo anaerobico ➢ i batteri avrebbero trasferito gran parte del proprio genoma all’eucariote nel corso del tempo Prove a favore della teoria, somiglianze tra mitocondri e batteri: 1) DNA ad anello 2) ribosomi/granuli di dimensioni uguali (70S) 3) membrana esterna simile a quella plasmatica 4) membrana interna simile a quella di un procariote (ma senza colesterolo) 5) sensibilità uguale ad alcuni antibiotici 6) alcuni enzimi sono simili CITOSCHELETRO ● costituisce l’impalcatura mobile della cellula ● stabilizza la cellula ● mantiene in posizione gli organuli ● permette il movimento della cellula ed il trasporto intracellulare ● importante nella divisione cellulare e citodieresi ● è costituito da: PROTEINE DI MEMBRANA ● possono essere: 1) ESTRINSECHE: presenti solo sul versante periferico, si legano alle teste polari dei fosfolipidi NON hanno regioni idrofobiche 2) INTRINSECHE o INTEGRALI: attraversano la membrana una o + volte. Si legano anche alle code idrofobiche nella parte interna della membrana (es. proteine transmembrana) GLICOCALICE (struttura “extracellulare”) ● formato da residui glucidici all’esterno della membrana ● possiede carica negativa ● funzioni: 1) riconoscimento e adesione specifica (con recettori) 2) adesione generica 3) assorbimento di sostanze 4) catalisi enzimatica 5) barriera TRASPORTO DI MEMBRANA (semipermeabile) ● 2 meccanismi di trasporto: attivo e passivo ● TRASPORTO PASSIVO (avviene senza consumo di ATP e secondo gradiente di concentrazione→ da conc > a <) ● sostanze piccole e apolari, lipidi, gas (CO2, O2) passano per diffusione semplice: passaggio di molecole senza consumo di ATP ! nel caso dell’acqua si parla di OSMOSI! ● ioni e molecole polari necessitano di proteine per attraversare la membrana: diffusione facilitata ● proteine carrier: si legano alla molecola, cambiano conformazione e permettono il passaggio (es. glucosio) ● proteine canale: selettive, sostanze passano in base a dimensioni e carica TRASPORTO ATTIVO ● richiede ATP ● avviene contro gradiente di concentrazione (da < conc a >) ● agiscono pompe proteiche ● permette di mantenere la concentrazione di ioni e assorbimento di sostanze ● 3 meccanismi di trasporto: 1) UNIPORTO: 1 sostanza trasportata in 1 sola direzione 2) SIMPORTO: 2 sostanze nella stessa direzione 3) ANTIPORTO: 2 sostanze diverse in direzioni opposte ● trasporto attivo primario: viene utilizzata direttamente l’energia in seguito a idrolisi di ATP (es. pompa Na+/K+ → ANTIPORTO) ● trasporto attivo secondario: sfruttamento del gradiente di concentrazione creato dal trasporto attivo per trasportare sostanze contro gradiente (es. glucosio frutta il gradiente della pompa Na+/K+→ SIMPORTO) ENDOCITOSI ● permette l’ingresso di materiale all’interno della cellula con vescicole di membrana ● 3 tipi: 1) FAGOCITOSI: la cellula emette protuberanze e ingloba il materiale da introdurre 2) PINOCITOSI: molecole introdotte sotto forma di gocciole liquide 3) ENDOCITOSI MEDIATA da recettori e molecole a livello delle fossette rivestite (es. clatrina o caveolina formano un canestro) ESOCITOSI ● rilascio di materiale all’esterno della cellula sotto forma di vescicole ● la vescicola si lega a recettori in prossimità della membrana plasmatica ● il contenuto viene liberato ● la parte restante della vescicola si integra con la membrana