Organizzazione della cellula
Struttura e funzione
Gli organismi sono organizzati in
cellule
• La cellula è la più semplice organizzazione
della materia che possiede tutte le proprietà
della vita.
• Cellule-tessuti-organi-apparati
Insieme di apparati forma l’organismo
Un insieme di organismi formano una
popolazione quindi una specie
Livello più semplice di
organizzazione
bufalo
Cellularità:
Organizzazione (cellula, tessuti, organi, apparato,
organismo, specie)
Tutti questi livelli hanno tre punti critici che ne determinano la vita
Metabolismo (catabolismo e anabolismo)
Riproduzione (agamica e sessuata)
Evoluzione
Accrescimento Loxodonta africana
La materia è
organizzata
in :
Un insieme
organizzato
di molecole
caratterizza
Cellula
eucariota
base
costitutiva
dei tessuti
0.1nm
1 a 10nm
ecosistemi
comunità
popolazione
p
r
o
c
a
r
i
o
t
i
ribosomi
Parete cellulare talvolta
glicocalice
e
u
c
a
r
i
o
t
i
Le cellule
possono vivere
come entità
isolate come
nel caso dei
protozoi
animali
unicellulari
Ciliati Protozoo ciliato al SEM.ciglia
• Le prime forme di vita risalgono a 3,5
miliardi di anni fa,queste erano organismi
procarioti simili a batteri.Dopo un’ampio
intervallo di tempo durante il quale avviene
la diversificazione evolutiva dei
procarioti,appaiono i primi organismi
unicellulari eucarioti.
•Sembrerebbe che l’origine degli eucarioti si possa essere
realizzata attraverso un processo di SIMBIOSI ossia alcuni
batteri(cellule procariotiche) incapaci di far fronte a livelli
crescenti di ossigeno atmosferico,potrebbero aver inglobato
batteri aerobi (che possedevano gli enzimi necessari per poter
ricavare energia in presenza di ossigeno)
•Sembrerebbe che proprio questi antichi batteri aerobi
simbionti siano i progenitori degli attuali mitocondri.
•Gli attuali eucarioti posseggono mitocondri e questo insieme
ad altri processi evolutivi come simbiosi secondaria ed
inglobamento di altre cellule eucariotiche,abbia dato origine alla
cellula eucariotica così come la ritroviamo a partire dai
Protozoi.
Un’altra cellula specializzata è il Paramecium
Le ciglia sulla sua
superficie per
movimento
,respirazione( infatti
il loro movimento
facilita la resp. che
avviene a livello
della superfice
cellulare),alimentazi
one spingendo le
particelle alimentari
nel citofarige.
Flagellati fotosintetici
Ulteriore elemento evolutivo
Ricombinazione genetica tramite la coniugazione
• Abbiamo visto organismi unicellulari alla
base dei quali troviamo la cellula con la sua
consueta struttura. La stessa struttura ed
organizzazione la ritroviamo in cellule
altamente specializzate come possono
essere la cellula uovo e lo spermatozoo
Cellula uovo
• L'uovo è la cellula germinale femminile (gamete
femminile) degli animali che si riproducono per
via sessuata. Contiene nel suo citoplasma le
sostanze nutritizie, RNA messaggeri e RNA
transfer necessari per il primo sostentamento e la
prima sintesi proteica dell'embrione. Per essere
fecondato, un uovo deve quasi sempre incontrarsi
con il gamete maschile (spermatozoo).
• Le dimensioni sono variabili, tuttavia è
generalmente la più grande cellula presente
nell'organismo femminile. La cellula uovo è
circondata dalla membrana plasmatica come
ogni altra cellula, ma presenta un'ulteriore barriera
protettiva: l'involucro vitellino, struttura
fondamentale nel processo di fecondazione. Il
citoplasma può essere più o meno ricco
di tuorlo (o vitellium), una sostanza ricca di
vitellogenina (prodotta dal fegato della madre) che
costituisce un'importante fonte di nutrimento per
l'embrione.
• Oltre all'involucro vitellino la cellula uovo
può essere circondata da ulteriori involucri
e strutture con funzioni differenti. Tali
strutture hanno origine nelle vie genitali e
non nell'ovario. Vengono pertanto definite
"involucri secondari"; solo l'involucro
vitellino viene depositato a livello
dell'ovario e prende il nome di "involucro
primario".
Struttura dei gameti
uova
Struttura dei gameti spermatozoi
• La maggior parte delle cellule ha
dimensioni microscopiche
• Le unità di misura adoperate sono:
• il micrometro(µm) =1millesimo di
millimetro
• Il nanometro(nm)= 1millesimo di
micrometro
Unità di misura
-hydrogen atom is 0.0001 microns
0.1 nm
(1 nm 0.001 µm)
-globular protein is 0.004 microns
-large virus us 0.1 micron
-E. coli bacteria is 2 microns
-sea urchin and human egg is 100 microns
-human sperm la testa, di circa 5-10 μm di
lunghezza, e la coda, lunga circa 60 μm.
-Human red blood cell is 9 microns
-somatic cells are 10-30 microns
-amoeba is 90 microns
La cellula ha dimensioni
microscopiche
La cellula per poter crescere sopravvivere riprodursi
ossia svolgere tutte le attività vitali necessita di
materiali il cui ingresso e uscita viene regolato
dalla sua membrana plasmatica che costituisce la
superficie cellulare. Il motivo della sua
dimensione microscopica risiede proprio in ciò
ossia la sua superficie deve essere abbastanza
grande rispetto al volume cellulare per potere
adempire sufficientemente al suo ruolo
In generale dimensioni e forma cellulare
sono legate alla funzione dei vari tipi
cellulari
M.O. e M.E.
• M.O.:ingrandisce un oggetto 1000 volte.
Cellula, nucleo,mitocondri
• M.E.:ingrandisce un oggetto 250.000 volte.
ultrastruttura cellulare
Metabolismo
• La cellula ha un suo metabolismo
• Il metabolismo è l’insieme di tutte le reazioni
biochimiche che permettono alla cellula di
svolgere le sue funzioni
• Una via metabolica(catabolismo)riguarda tutti i
processi di scissione delle molecole(dalla glicolisi
che provvede alla degradazione del glucosio alla
respirazione cellulare che completa il processo)e
quindi produzione di energia
• Una via metabolica anabolica che provvede alla
sintesi di importanti molecole
complesse(proteine,acidi nucleici,polisaccaridi)
METABOLISMO CELLULARE
Le molecole organiche, fabbricate dai vegetali
con la fotosintesi o catturate dall’ambiente, offrono
agli animali che se ne cibano sia il materiale da
costruzione che il carburante.
Infatti il cibo viene ridotto in molecole dall’apparato
digerente(proteine in aminoacidi,carboidrati in
zuccheri semplici ecc.). Queste molecole vengono
assorbite dal sangue e portate a tutte le cellule.
Infine la cellula converte l’energia dei legami chimici
delle sost.nutritive (es.glucosio) in ATP.
L'energia viene liberata dai legami delle molecole biologiche.
In particolare, le molecole biologiche vengono ossidate.
Il metabolismo più semplice è la
Respirazione animale
La superficie deputata agli scambi gassosi può essere:
- tutta la superficie esterna del corpo
- superfici specializzate: branchie se l'animale è acquatico
: polmoni o trachee se è terrestre
La superficie del corpo può funzionare come membrana respiratoria purchè sia sottile,
sia mantenuta umida, sia rispettato un elevato rapporto tra superficie e volume.
mitocondrio
→
Il modello oiù
semplice è
rappresentato
dall’ameba in cui
gli scambi
gassosi
avvengono
Alla base di tutto:LA CELLULA
CELLULA
EUCARIOTICA
CELLULA
PROCARIOTICA
colesterolo
• Si tratta di una molecola lipidica sterolica, tipica
degli organismi animali, soprattutto dei Vertebrati.
È presente sia in forma libera (35-40% del totale)
sia esterificato con acidi grassi a catena lunga. La
sintesi del colesterolo si svolge soprattutto a
livello epatico, anche se vi partecipano numerosi
altri organi (surrene, testicolo, aorta ecc.). Il
colesterolo viene invece eliminato con la bile,
trasformato in acidi biliari e poi in sali biliari
colesterolo
• Il colesterolo è utile
• Il colesterolo è fondamentale per il nostro organismo.
• Interviene nella formazione e nella riparazione delle
membrane cellulari.
• È il precursore della vitamina D, degli ormoni steroidei e
degli ormoni sessuali (come androgeni, testosterone,
estrogeni e progesterone).
• È contenuto nell'emoglobina.
• È il precursore dei sali biliari.
• Il colesterolo non è libero nel sangue, ma è legato a
particolari proteine formando strutture complesse dette
lipoproteine; il colesterolo totale si divide perciò in
colesterolo VLDL (a bassissima densità), LDL (a bassa
densità) e HDL (ad alta densità).
1) Le LDL distribuiscono il colesterolo alle cellule. E questa funzione è positiva.
2) Purtroppo durante questa funzione, parte del colesterolo LDL si deposita sulle pareti
interne delle arterie formando le placche.
3) Le lipoproteine HDL rimuovono l'eccesso di colesterolo dalla parete delle arterie e
lo riportano al fegato.
l'HDL non "distrugge" l'LDL, ma le lipoproteine HDL riportano il colesterolo al fegato.
Avere il colesterolo HDL alto consente di diminuire l'effetto negativo dell'LDL nella
formazione delle placche.
Per capire meglio, due analogie:
L'analogia del cibo - Il cibo è fondamentale per la sopravvivenza, ma
se ne mangiamo troppo ingrassiamo. Il colesterolo è fondamentale per
alcune funzioni dell'organismo, ma se è in quantità non corretta
diventa un fattore negativo.
L'analogia delle foglie - Consideriamo un viale alberato d'autunno su
una strada asfaltata. Cadono tante foglie (LDL) e la strada ne è coperta.
Se abbiamo tanti spazzini (HDL) la strada resta pulita. Gli spazzini non
agiscono sulla caduta delle foglie, ma le rimuovono. Ecco perché conta
il rapporto (Colesterolo totale/HDL).