Struttura e funzioni della cellula
Ci sono due tipi
fondamentali di cellule
La cellula procariote
La cellula eucariote
- La cellula procariote è comparsa prima dal punto di vista evolutivo
- Essa è in media mille volte più piccola della c. eucariote
- Ha una struttura più semplice e il DNA è libero nel citoplasma
- Il suo DNA contiene un numero di istruzioni nettamente inferiore
- E’ tipica dei batteri
- La cellula eucariote è più grande e più complessa
- Essa è organizzata in compartimenti e possiede organelli specializzati
- Il DNA è contenuto in una struttura specializzata chiamata nucleo
- Caratterizza protisti (unicellulari), piante, funghi e animali (in gran parte
pluricellulari)
Dimensioni relative dagli atomi agli organismi superiori
La scala è logaritmica. Ad ogni tacca la dimensione cresce di 10 volte
Cellula
procariote
Cellula
eucariote
La cellula procariote
Nella cellula procariote il citoplasma è racchiuso dalla membrana citoplasmatica
Il citoplasma è costituito da due componenti, citosol e paricelle in sospensione
Particelle in sospensione: in tutte le cellule ne esiste almeno un tipo, i Ribosomi
I Ribosomi sono composti di RNA e proteine e
sono importanti nella sintesi delle proteine
Alcune cellule procariote sono provviste di parete cellulare posta esternamente alla
membrana citoplasmatica
Alcune cellule procariote sono provviste di flagelli per la locomozione
Tipica struttura di un
batterio
I procarioti si sono specializzati a vivere in modo molto differente.
Alcuni possono compiere la fotosintesi come fanno le piante e produrre quindi i
composti organici come il glucosio a partire da elementi inorganici utilizzando la
luce del sole.
Altri si cibano di cellule più piccoli o di resti organici, come quelli che si trovano
nel terreno e decompongono i resti degli organismi morti.
Molti batteri vivono in ambienti estremi come le pozze sulfuree a temperatura di
70° o il ghiaccio perenne
Una grande quantità di batteri è diventata parassita di cellule eucariote (che sono
più grandi) dove possono svolgere il loro intero ciclo riproduttivo
La cellula eucariote
Principali componenti della cellula eucariote
Sistema
delle
membrane
interne
• Membrana plasmatica (contiene il citoplasma)
• Reticolo endoplasmatico
liscio
rugoso
• Apparato del Golgi
• Lisosomi - vacuoli - vescicole
• Nucleo
• Mitocondri
• Perossisomi
• Citoscheletro
In azzurro sono marcate le strutture di
maggior interesse per lo studio della
fisiologia del neurone
IIa Parte
Cromosomi
nucleolo
IIa Parte
Microtubuli
Microfilamenti
Filamenti intermedi
psicobio
l
Nella cellula vegetale si puo trovare un altro
tipo di organuli cellulari, i plastidi, che
contengono clorofilla e sono deputati alla
sintesi clorofilliana
La compartimentazione interna dovuta al sistema delle
membrane e alla presenza di organuli permette:
• L’aumento della superfice
(ad esempio per ospitare gli enzimi)
• La formazione di microambienti
(con funzione di deposito, per le reazioni enzimatiche, ecc)
• La suddivisione delle funzioni all’interno della cellula
(respirazione, digestione, ecc)
La membrana plasmatica
Nella cellula eucariote (come in quella procariote) il citoplasma è racchiuso dalla
membrana plasmatica.
La struttura della membrana plasmatica (in entrambe le cellule)
è quella tipica a doppio strato di fosfolipidi con le code
idrofobiche rivolte le une contro le altre e le teste polari
rivolte verso l’esterno della cellula e verso il citoplasma
Esterno
Teste polari
Code idrofobiche
Code idrofobiche
Teste polari
Interno
Proteine di
membrana
Associate al doppio strato
lipidico si trovano le
proteine di membrana
Il tipo di proteina associato alla membrana
differisce da cellula a cellula e anche tra
porzioni diverse della stessa cellula
Esse conferiscono la specificità di funzione
alle diverse membrane della cellula
La stessa struttura a doppio strato lipidico con proteine associate si ritrova in
tutte le strutture interne quali il reticolo endoplasmatico (liscio e
rugoso), l’ apparato del Golgi, i lisosomi e i vacuoli
Anche il nucleo e i mitocondri sono racchiusi da un involucro che
sostanzialmente ha la struttura base di tutte le membrane. Tuttavia in entrambi i
casi ci sono significative differenze
Il nucleo
Il nucleo è normalmente l’organulo più voluminoso della cellula
Il nucleo è una porzione del citoplasma delimitato da un sistema doppio di
membrane che prende il nome di involucro nucleare
L’ involucro nucleare è costellato
di
strutture
chiamate
Pori
Nucleari, di dimensioni relative
grandi
che
mettono
in
comunicazione
il
comparto
nucleare con quello citoplasmatico
I Pori Nucleari, servono al passaggio
di grandi molecole come gli RNA
messaggero dal nucleo al citoplasma
Il
nucleolo
è
implicato
nella
sintesi
di
uno
speciale RNA che
serve da costituente
dei ribosomi (RNA
ribosomiale)
VEDI OLTRE
Dentro il nucleo troviamo la cromatina, un complesso di DNA e proteine.
Quando il nucleo sta per dividersi la cromatina si condensa in grandi strutture
visibili al microscopio ottico, i Cromosomi
Ogni cromosoma contiene una lunga molecola di DNA (assieme a specifiche
proteine) la quale contiene le informazioni che sono necessarie al funzionamento
della cellula (e che verranno trasmesse alle cellule figlie)
In ogni specie i cromosomi si
presentano con un numero e una
struttura caratteristici. Ad esempio il
corredo cromosomico umano è di 46
cromosomi (23 coppie di cromosomi
omologhi.
Lo scimpanzé ne ha 48, il topo 40, il
cane 78, il gatto 38.
Il pesce rosso ne ha 80 e la zanzara 6
Tutte le cellule di un dato organismo
hanno lo stesso numero di cromosomi
(ad eccezione dei gameti che ne
hanno esattamente la metà)
Cromosomi umani durante la mitosi