Introduzione alla biologia della
cellula
Lezione 4
La cellula procariote
Differenze tra cellula procariote e
cellula eucariote
CELLULA PROCARIOTE
• E’ provvista di PARETE
• Non ci sono organuli
• Esistono RIBOSOMI
dispersi
• E’ tipica di due gruppi di
microorganismi: Batteri e
Archaea
CELLULA EUCARIOTE
• La parete non è una
struttura fondamentale (è
presente in piante terrestri,
alghe e funghi)
• Nucleo
• Mitocondri
• Tubuli
• Ribosomi ADDENSATI
su un sistema di
membrane (RER)
Strutture della cellula procariote
• I batteri si trovano ovunque nell’ambiente
• Devono interagire con piante, animali e con
le componenti biotiche e abiotiche del suolo
• Sopravvivono anche in ambienti estremi
Archebatteri termoacidofili: prediligono condizioni
di elevata temperatura (70-75°C; non sopravvivono
sotto i 55°C) e pH acido, compreso tra 2 e 3. Il
Solfolobus vive in prossimità di sorgenti sulfuree
calde; è in grado di mantenere un pH interno vicino
a 7.
Capsula
• E’ il primo rivestimento esterno
• E’costituita da aminoacidi o zuccheri (in
forma di polimeri)
• Non è presente in tutte le cellule procariote
• Favorisce l’adesione della cellula ad altre
superfici (biotiche o abiotiche)
• E’ un fattore importante per la virulenza dei
batteri patogeni (elude le difese dell’ospite)
Parete
• Presente in tutti i batteri (eccetto
Micoplasmi)
• Determina la morfologia della cellula
• Protegge dalla LISI OSMOTICA
La concentrazione dei soluti
è in genere inferiore
nell’ambiente esterno
rispetto all’ambiente interno
alla cellula
(CITOPLASMA);
normalmente i batteri vivono
quindi in un ambiente
IPOTONICO. L’acqua
tenderebbe quindi a
ENTRARE nella cellula
provocando la LISI
OSMOTICA.
In base alla composizione della
parete si distinguono:
BATTERI GRAM +
• La parete è molto
spessa
• Sotto la parete è
visibile un altro
straterello (la
membrana plasmatica)
BATTERI GRAM –
• Il rivestimento esterno
è più sottile
• E’ presente una zona
chiara detta SPAZIO
PERIPLASMICO
• Al di sotto troviamo la
membrana cellulare
Composizione della parete
• Peptidoglicano più acidi teicoici (Gram +)
• Peptidoglicano più membrana esterna,
costituita da lipopolisaccaridi, fosfolipidi e
proteine (Gram -)
• Lo strato di peptidoglicano è una sottile
lamina costituita da due derivati
polisaccaridici
Membrana citoplasmatica
• Funzione universale di tutte le membrane:
regolare l’accesso dei nutrienti
• Alcune molecole passano attraverso la
membrana con sistemi comuni alle cellule
eucariote
• Certe funzioni (respiratorie, fotosintetiche)
nelle cellule batteriche avvengono solo a
livello di membrana (nelle cellule eucariote
sono svolte da organelli)
Unica differenza chimica:
PROCARIOTI
Non sono in grado di
sintetizzare gli steroli
EUCARIOTI
Nella membrana sono
presenti gli steroli
Membrana citoplasmatica
• Permeabile in modo selettivo (fa passare
liberamente acqua e gas)
• E’ adibita al trasporto di nutrienti e
all’eliminazione di sostanze di rifiuto
• E’ sito di processi metabolici
• E’ il sito dove vengono captate molecole
utili (chemiotassi dovuta a proteine-sensore
presenti sulla membrana)
Citoplasma
• E’ un GEL GRANULARE contenente
acqua (75%) e soluti (25%)
• In questa soluzione sono immersi i
ribosomi, il DNA e i plasmidi
• In alcuni batteri si possono trovare anche
sostanze di riserva, accumulate in forma
insolubile e vescicole gassose
(galleggiamento)
Ribosomi
• Costituiti da RNA (60%) e proteine (40%)
Struttura della metà superiore di un ribosoma; in viola sono
evidenziate le proteine. Le porzioni chiave di RNA in rosso
interagiscono con la metà complementare.
DNA
• Un cromosoma singolo
• Non delimitato da membrana
Plasmidi
• Sono strutture costituite da DNA
• Aumentano il contenuto di informazioni
genetiche nella cellula
• Possono essere trasferiti da una cellula a
un’altra tramite un processo
UNIDIREZIONALE detto coniugazione
Flagelli
• Li possiedono anche alcune cellule
eucariote
• Possono essere diversamente distribuiti a
seconda della specie
• Sono ancorati all’interno della parete (corpo
basale o motore)
• Sono costituiti da proteine che si formano
nel citoplasma
Funzione dei flagelli
• Servono per il movimento orientato
• Chemiotassi (verso un nutriente)
• Aerotassi (verso un concentrazione
favorevole di ossigeno)
• Fototassi (verso la luce)
Fimbrie e pili
• Sono filamenti più sottili dei flagelli che
favoriscono la coniugazione o
l’attecchimento alle superfici
• L’adesività favorisce la colonizzazione di
molte superfici (è favorita da diverse
strutture: pili, capsula, parete)