Scarica osserviamo la cellula, riassunto componenti cellula, la membrana plasmatica, l'origine. e più Sintesi del corso in PDF di Biologia solo su Docsity! OSSERVIAMO LA CELLULA 1) CARATTERISTICHE COMUNI A TUTTE LE CELLULE Rapporto Tra Superficie E Volume Delle Cellule Le cellule sono minuscole, tuttavia ci sono delle eccezioni come le uova di uccelli. La dimensione della cellula è limitata dal rapporto tra: - Volume:determina il livello di funzionalità di una cellula→quantità di attività chimica nell’unità di tempo. - Superficie:determina le quantità di nutrienti e molecole prelevate dall’esterno e i prodotti di scarto dell’attività cellulare riversati all’esterno. Il volume aumenta più rapidamente della superficie, questo è importante per due ragione: 1. Se la cellula cresce la sua attività chimica aumenta più rapidamente della sua superficie. 2. La distribuzione di sostanze avviene più facilmente se la cellula è piccola. Per questo molte cellule piccole compongono organismi grandi. Modello A Mosaico Le cellule sono delimitate da membrane biologiche, queste devono la propria struttura fisica e il loro funzionamento a: lipidi, proteine e fosfolipidi. I fosfolipidi formano un doppio strato, che crea un lago lipidico in cui galleggiano varie proteine, questo è chiamato modello a mosaico fluido. Le Membrane Sono Costituite Soprattutto Da Lipidi Le membrane biologiche sono formate principalmente da fosfolipidi che hanno due porzioni: - Regione idrofila(testa):tende ad associarsi con le molecole polari dell’acqua. - Regione idrofobica(code):tendono ad associarsi con altre sostanze apolari. I fosfolipidi quando sono in un ambiente acquoso formano un doppio strato questo fa sì che le membrane biologiche si fondono tra loro. Queste possono essere molto differenti per composizione lipidica; lunghezza catene acidi grassi, grado di insaturazione o presenza di gruppi polari legati al gruppo fosfato. Tra i fosfolipidi si può trovare del colesterolo, presente soprattutto nelle cellule animali e dona maggiore resistenza alla membrana. Il doppio strato conferisce stabilità mantenendo la flessibile. Gli acidi grassi rendono l’interno idrofobico fluido, consentendo alle molecole di scorrere lateralmente lungo il piano della membrana. Più fluidità→acidi grassi insaturi a catena breve e poco colesterolo. Meno fluidità→basse temperature→movimento molecole più lento. A causa di questo alcuni organismi modificano la composizione lipidica rendendo gli acidi grassi insaturi e a catena più breve. Le Proteine Di Membrana Tutte le membrane biologiche contengono le proteine, il numero e il tipo dipendono dalla funzione della membrana. Le proteine plasmatiche sono di due tipi: - Proteine integrali: immerse nello strato fosfolipidico hanno lunghe porzioni idrofobiche a elica che attraversano la parete centrale e hanno estremità idrofile che sporgono in ambienti acquosi. Spesso sono distribuite in modo asimmetrico sui due lati della membrana. le proteine che sporgono all’esterno e all’interno esponendo due estremità diverse sono proteine transmembrana. - Proteine periferiche: solo regioni idrofile, non si trovano nel doppio strato, hanno porzioni polari e interagiscono con le estremità di questo tipo. Si trovano solo su un lato della membrana e le conferiscono proprietà diverse. Molte proteine di membrana sono abbastanza libere di muoversi e altre sono ancorate a una precisa zona. I Carboidrati Sulla Membrana Plasmatica I carboidrati della membrana sono localizzati sulla superficie esterna e servono come siti di riconoscimento per altre cellule e vari tipi di molecole. I carboidrati compongono: - Glicolipide(carboidrato+lipide→legame covalente):il carboidrato fuoriesce verso l’esterno è un segnale di riconoscimento tra cellule che devono interagire. Certi carboidrati si modificano nella trasformazione cancerosa delle cellule. - Glicoproteina(carboidrato oligosaccaridi+proteina→legame covalente):i proteoglicani sono proteine attaccate con molecole di carboidrati più lunghe delle glicoproteine. I carboidrato compongono codice di riconoscimento sulla superficie esterna per il riconoscimento e l’adesione tra cellule. 2) CARATTERISTICHE DELLE CELLULE PROCARIOTE La Cellula Procariote È Più Semplice Della Cellula Eucariote Tutti i procariote sono formati da una cellula procariote, si riuniscono per formare colonie, con una stessa struttura di base: - Membrana plasmatica:delimita la cellula, è composta da un doppio strato di molecole di fosfolipidi. Permette alla cellula di mantenere caratteristiche chimico-fisiche del suo ambiente interno e fa da barriera semipermeabile. - Citoplasma:è all’interno della membrana plasmatica, è un materiale semifluido in cui avvengono reazioni cellulari. È composta da: citosol, parte più fluida, e le particelle insolubili sospese in esso, ribosomi. - DNA:si trova nel nucleoide, sotto forma di unica molecola circolare. Dà le informazioni per costruire tutte le proteine necessarie alla cellula. - Ribosomi:si trovano nel citoplasma, aggregato di RNA e proteine. Dove ha luogo la sintesi proteica: le informazioni del DNA servono ad assemblare gli amminoacidi e catene di polipeptidi. - Plasmidi:segmento circolare di DNA che conferisce al batterio resistenza. Si duplica indipendentemente e passa da una cellula all’altra con il pilo sessuale. Le molecole nel citoplasma sono in continuo movimento mantenendo in vita la cellula. Le Strutture Specializzate Delle Cellule Procariote Nel corso dell’evoluzione alcuni procarioti hanno sviluppato strutture specializzate: - Parete cellulare e capsula:la parete cellulare è esterna alla membrana, grazie al peptidoglicano, un carboidrato, questa fornisce sostegno e ne determina la forma. In alcune cellule attorno a quest’ultima c’è la capsula, composta da polisaccaridi, serve a I lisosomi sono vescicole circondate da una singola membrana e contenenti enzimi digestivi, sono formati dal RE, che assembla gli enzimi e le membrane, e dall’apparato di Golgi che rifinisce gli enzimi chimicamente e libera il lisosoma completo. La membrana lisosomiale racchiude uno specifico compartimento dove gli enzimi sono isolati dal citoplasma. Le macromolecole vengono idrolizzate e scisse nei rispettivi monomeri, questo grazie all’acidità del lisosoma. I materiali su cui agisce il lisosoma hanno diverse origini: ad esempio sostanze esterne entrate grazie al processo di fagocitosi. Durante la fagocitosi, la membrana citoplasmatica si introflette fino a circondare le sostanze nutritive esterne e diventare un vacuolo alimentare che si muove sul citoplasma e raggiunge un lisosoma. I due formano un lisosoma secondario in cui avviene la digestione, i prodotti attraversano il lisosoma per diffusione dando materie prime per altri processi. Il lisosoma secondario si fonde con la membrana plasmatica e libera il contenuto non digerito. I Lisosomi inoltre distruggono i batteri nocivi. i lisosomi inoltre sono il luogo in cui la cellula digerisce i propri materiali per autofagia. L’autofagia ha luogo durante il processo di riciclaggio degli organuli vecchi o danneggiati che vengono inglobati dai lisosomi e digeriti. La cellula vegetale contiene un grosso vacuolo centrale con enzimi digestivi. I Perossisomi E I Vacuoli I perossisomi sono piccoli organuli contenenti speciali enzimi demolitori di perossidi tossici(acqua ossigenata) formati come sottoprodotti di alcune reazioni cellulari. Molte cellule eucariote(piante e protisti) contengono i vacuoli circondati da una membrana e pieni di soluzioni acquose, svolgono varie funzioni: - Accumulo:Sottoprodotti tossici e di scarto della cellula sono accumulati all’interno del vacuolo. - Sostegno:La presenza di sostanze disciolte causa l’ingresso di acqua nel vacuolo, causando un rigonfiamento che si oppone alla parete rigida, producendo un turgore che sostiene la pianta. - Riproduzione:Alcuni pigmenti contenuti nel vacuolo, chiamati antocianine, attirano gli animali che favoriscono l’impollinazione o la dispersione del seme - Digestione:nei semi di alcune piante certi vacuoli contengono degli enzimi che idrolizzano le proteine scindendole in monomeri che alimentano l’embrione in via di sviluppo. I Coloroplasti Sono La Sede Della Fotosintesi I plastidi sono organuli presenti nelle cellule delle piante e di alcuni protisti, i più importanti sono i cloroplasti. Quest’ultimi contengono pigmento verde clorofilla sede della fotosintesi:che converte l’energia solare in energia chimica dei legami tra atomi. Le molecole formate cibano l’organismo. I cloroplasti sono circondati da due membrane con all’interno il DNA circolare contenenti RNA e proteine specifiche. Inoltre hanno delle membrane interne con l’aspetto di una pila, grani, di sacchetti discoidali, tilacoidi. Il liquido dove sono sospesi i grani si chiama stroma, contiene DNA e ribosomi per sintetizzare delle proteine. Altri tipi di plasmidi: - Cromoplasti:contiene pigmenti rossi/gialli/arancio per i fiori e frutti. - Leucoplasti:usati per l'accumulo di amidi e lipidi, presenti nelle radici. Nei Mitocondri Ha Luogo La Respirazione Cellulare La demolizione delle molecole di nutrienti inizia nel citoplasma. I composti ottenuti entrano nei mitocondri e vengono demoliti, l’energia che contenevano produce molecole di ATP. L’ATP è una pila di energia formata da molecole di base azotata adenina legata a una molecola di ribosio con tre gruppi fosfati, L’idrolisi di ATP forma una molecola di ADP e energia, che deve essere discreta perché: - Sufficiente per delle reazioni cellulari ma non così elevato da danneggiarla. - La cellula può sintetizzare con facilità nuove molecole di ATP usando energia prodotta da altre reazioni. La produzione di ATP che avviene nei mitocondri e che richiede ossigeno molecolare si chiama respirazione cellulare. Le cellule che richiedono molta energia hanno molti mitocondri. Questi sono rivestiti da due membrane: - Esterna:è liscia e ha funzione protettiva, oppone poca resistenza al passaggio delle sostanze in entrata e uscita. - Interna:è ripiegata più volte e quindi ha una superficie maggiore a quella esterna, questi ripiegamenti sono detti creste. Ha un maggiore controllo su quello che entra ed esce, ciò è fondamentale per la sintesi di ATP. Lo spazio delimitato dalla membrana è detto matrice mitocondriale dove si trovano enzimi, ribosomi e DNA, questo è circolare, contiene informazioni per produrre delle proteine per la respirazione cellulare e tipi di RNA. I mitocondri si formano dai mitocondri presenti nell’embrione, che derivano dalla cellula uovo.