LA CELLULA

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LA CELLULA

• Rosalba Fazio Lucio Troise

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La cellula

• La cellula è lunità di struttura e di funzione
  di cui sono costituiti tutti gli esseri viventi
  ogni loro attività dipende dal funzionamento
  delle cellule.Ogni cellula è circondata da una
  membrana plasmatica, una sottilissima pellicola
  che separa la cellula dalle altre o dallambiente
  circostante, regolando anche lingresso e
  luscita di materiali.

La membrana plasmatica racchiude il citoplasma,
che occupa la maggior parte dello spazio interno,
nel quale si compie la maggior parte delle
funzioni cellulari, affidate a speciali organelli.
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DNA

• Tutte le cellule presentano un nucleo che
  contiene, nella molecola di DNA, tutte le
  informazioni necessarie per la regolazione delle
  attività cellulari e per la determinazione delle
  caratteristiche dogni singola cellula.

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Componenti cellulari

• Membrana plasmatica o cellulareÈ la sottile
  pellicola, di natura lipoproteica, che circonda
  il citoplasma.Ha la funzione di regolare il
  passaggio delle sostanze, dentro e fuori della
  cellula, e di trasmettere informazioni
  dallambiente esterno a quello interno,
  assicurando stabilità.NucleoÈ lorganulo che
  contiene linformazione genetica, codificata
  nella molecola di DNA nucleare.

Svolge la funzione di impartire istruzioni per
il funzionamento della cellula.Ha forma
tondeggiante, si trova quasi sempre al centro
della cellula, è avvolto da una membrana nucleare
interrotta da piccoli pori. Contiene al suo
interno la cromatina, costituita da DNA, e da
piccoli corpuscoli scuri, detti nucleoli, che
producono ribosomi.
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Reticolo endoplasmico

• È costituito da un sistema di canali e
  compartimenti simili a sacchi, circondati da
  membrane collegate tra loro.Si estende in tutto
  il citoplasma ed ha la funzione di montare e
  trasportare sostanze.Apparato del Golgi
• È costituito da pile di vescicole appiattite e
  funziona come un centro dimballaggio, deposito e
  smistamento dei prodotti del reticolo
  endoplasmico.
• Lisosomi

Sono vescicole contenenti enzimi distruttivi,
che vengono per lo più utilizzati per la
digestione delle sostanze o per leliminazione
dei materiali inutili o dannosi.
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Mitocondri

• Sono organuli che presiedono alle reazioni che
  producono energia, accumulata sotto forma di
  molecole di ATP.Rappresentano la sede della
  respirazione cellulare.

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Ribosomi

• Sono dei piccoli corpuscoli costituiti da RNA e
  proteine.Svolgono la funzione di assemblare le
  proteine, secondo le istruzioni provenienti dal
  nucleo, contenute nel RNA messaggero.

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Citoscheletro

• È costituito da unimpalcatura di strutture
  filamentose, di natura proteica, che servono a
  mantenere e modificare la forma delle cellule.

• Flagelli o cigliaSono strutture filamentose
  sporgenti dalla superficie cellulare costituite
  da tubuli contrattili che ne permettono il
  movimento oscillatorio.

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Citoscheletro
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Nella cellula vegetale sono inoltre presenti

• PlastidiSono organelli cellulari, il più
  importante è il cloroplasto che effettua la
  fotosintesi clorofilliana nelle cellule vegetali,
  altri plastidi sono i leucoplasti incolori, che
  contengono materiale di riserva (amido), e i
  cromoplasti colorati da vari tipi di pigmenti.
• Parete cellulareInvolucro fatto di cellulosa con
  struttura rigida che funziona da supporto.

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Le membrane cellulari

• Ogni cellula interagisce con lambiente che le
  sta intornoHa bisogno di un continuo apporto
  denergia e di materie prime lattività della
  cellula porta ad un continuo apporto di sostanze
  di rifiuto che devono essere eliminate.Gli
  scambi avvengono grazie alla membrana plasmatica
  che così assicura alla cellula una condizione di
  stabilità.

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Le membrane cellulari

• La membrana è formata da un doppio strato di
  fosfolipidi, grassi formati da una lunga catena
  idrofoba apolare, detta coda, che termina con
  una testa idrofila polare.Su questa struttura
  di base sinseriscono delle proteine, alcune sono
  completamente inserite nello strato lipidico,
  altre si trovano solo sulla superficie.I
  fosfolipidi che si trovano in acqua,
  interagiscono con questa, organizzandosi a
  formare una struttura in cui le teste idrofile
  sono orientate verso il mezzo acquoso e le code
  idrofobe sono disposte verso linterno.

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Le membrane cellulari

• Nella membrana le code idrofobe aderiscono tra
  loro rivolgendo le teste idrofile verso gli
  ambienti acquosi, quello interno alla cellula e
  quello esterno alla cellula. Le proteine
  delle membrane consentono il passaggio di
  sostanze che non riescono diffondere liberamente
  (trasporto attivo) e a riconoscere e ricevere i
  segnali prodotti da messaggeri chimici come, ad
  esempio gli ormoni.

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ATP

• Alcune proteine specifiche di alcune membrane
  (mitocondri e ribosomi) partecipano alla sintesi
  dellATP. Movimento dellacqua e dei soluti
  attraverso la membrana plasmaticaIl doppio
  strato lipidico della membrana plasmatica si
  comporta come una membrana semipermeabile.Una
  membrana è detta semipermeabile quando lascia
  passare liberamente lacqua ma non le sostanze
  che vi sono disciolte.A questo passaggio dacqua
  è dato il nome di osmosi.

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LOSMOSI

• Losmosi è un fenomeno che si manifesta ogni
  volta che una membrana semipermeabile separa due
  fasi acquose.Attraverso tale tipo di membrana
  può passare lacqua ma non le altre sostanze che
  vi sono disciolte, si verifica una diffusione
  delle molecole dacqua, che migrano da una parte
  allaltra della membrana lacqua passa dalla
  zona in cui la concentrazione delle molecole di
  soluto è minore di quella delle molecole di acqua
  alla zona in cui la concentrazione del soluto è
  maggiore (mentre è minore quella
  dellacqua.).Tutto ciò è in accordo con la legge
  della diffusione, che stabilisce che una sostanza
  diffonda dallambiente dove è più concentrata a
  quello dove è meno concentrata.La diffusione è
  un processo spontaneo che non richiede energia,
  per questo è definito un sistema di trasporto
  passivo.

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(No Transcript)
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LOSMOSI

• Il fenomeno dellosmosi è un particolare tipo di
  diffusione poiché i due scomparti separati dalla
  membrana semipermeabile, non potendo scambiare
  liberamente le sostanze disciolte, tendono a
  raggiungere lequilibrio attraverso il passaggio
  dellacqua dalla soluzione in cui è più
  concentrata a quella in cui è meno
  concentrata.Due soluzioni con la stessa
  concentrazione di soluto sono dette isotoniche,
  se invece hanno concentrazioni diverse, quella a
  maggior concentrazione è detta ipertonica e
  quella a minore concentrazione ipotonica.

Due soluzioni a diversa concentrazione, messe a
contatto tramite un osmometro, produrranno un
passaggio netto di acqua dalla soluzione
ipotonica a quella ipertonica.Tale passaggio può
essere impedito fisicamente applicando una
pressione sulla soluzione ipertonica, lentità
della pressione misurata corrisponde alla
pressione osmotica.
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Le cellule

• Nella cellula, lacqua e le molecole molto
  piccole, come lossigeno e lanidride carbonica,
  diffondono liberamente attraverso la membrana
  plasmatica seguendo il gradiente di
  concentrazione. Le cellule, tuttavia hanno
  bisogno di scambiare numerose altre sostanze,
  come gli ioni inorganici, gli zuccheri ecc., che
  non possono attraversare il doppio strato
  lipidico.Per queste sostanze intervengono le
  proteine di membrana che permettono di effettuare
  la diffusione facilitata ed il trasporto attivo.

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La diffusione facilitata

• Avviene per mezzo delle proteine trasportatrici,
  specifiche per ogni sostanza, che si legano a
  questultima e ne facilitano il trasporto
  attraverso la membrana, secondo il gradiente di
  concentrazione, senza consumo di energia.Grazie
  a questo processo di diffusione facilitata le
  molecole di glucosio entrano nei globuli
  rossi.Il trasporto attivo

Avviene per mezzo di particolari pompe proteiche
che trasportano le sostanze attraverso la
membrana, contro il gradiente di concentrazione e
quindi con dispendio di energia.Un esempio è la
pompa sodio-potassio che serve a mantenere
livelli precisi di questi due ioni allinterno ed
allesterno della cellula.
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Endocitosi ed esocitosi

• Grazie ad un meccanismo di trasporto attivo le
  cellule dei reni riescono a ad eliminare molte
  sostanze tossiche.Endocitosi ed esocitosi Le
  macromolecole ed i materiali di grosse dimensioni
  sono trasportati, attraverso le membrane, per
  mezzo di meccanismi di esocitosi (complesso del
  Golgi) e di endocitosi (fagocitosi e
  pinocitosi).

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Il mitocondrio e la respirazione cellulare

• Alla base del nutrimento di tutti gli esseri
  viventi vi è la fotosintesi clorofilliana operata
  dalle piante verdi.La fotosintesi trasforma
  anidride carbonica ed acqua in zuccheri grazie
  alla luce del sole.Gli zuccheri prodotti dalla
  fotosintesi sono utilizzati dalle stesse piante
  verdi o sono assimilati dagli organismi animali.

Negli animali e nelle piante avviene la
respirazione aerobia, in pratica lo zucchero è
ossidato dallossigeno in anidride carbonica e
acqua liberando energia sotto forma di molecole
di ATP.La respirazione aerobia comprende le
seguenti trasformazioni
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Il mitocondrio e la respirazione cellulare
Glicolisi Serie di reazioni chimiche che
avvengono nel citoplasma delle cellule e che
trasformano una molecola di glucosio in due
molecole di acido piruvico, con la produzione di
due molecole di ATP
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Ciclo di Krebs

• Alla glicolisi fa seguito lattivazione
  dellacido piruvico, che si lega ad un coenzima
  (coenzima A), formando una molecola che consente
  di entrare in unaltra serie di reazioni,
  chiamata ciclo di Krebs.In questa serie di
  reazioni cicliche si liberano anidride carbonica,
  acqua ed energia sotto forma di molecole di ATP,
  NADH e FADH.

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Ciclo di Krebs

• Fosforilazione ossidativaLe molecole di NADH e
  FADH entrano in una catena di trasportatori di
  elettroni, che liberano lenergia dei due tipi di
  molecole, immagazzinandola in molecole di ATP.Al
  termine di tutte queste trasformazioni si
  ottengono acqua, anidride carbonica ed energia
  (sotto forma di 36 molecole di ATP).

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Il nucleo e la riproduzione cellulare

• Nel nucleo sono presenti molecole di DNA e
  proteine che, insieme, prendono il nome di
  cromatina.È il DNA che contiene le informazioni
  per il funzionamento delle cellule ed, essendo in
  grado di duplicarsi, determina la riproduzione
  cellulare.Quando la cellula si avvia verso il
  processo di divisione, la cromatina si addensa e
  si organizza in strutture filiformi chiamate
  cromosomi.

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I cromosomi

• I cromosomi sono strutture bastoncellari che, al
  momento della divisione cellulare, si evidenziano
  ed iniziano un processo che, quando riguarda le
  cellule del corpo (somatiche), è definito
  mitosi.Tutte le cellule degli organismi
  pluricellulari sono diploidi, cioè hanno due
  serie di cromosomi identici, solamente le cellule
  responsabili della riproduzione, i gameti, hanno
  una sola serie di cromosomi (aploidi).

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I cromosomi

• Durante la riproduzione ogni cellula madre
  trasferisce alle cellule figlie il proprio
  corredo cromosomico, e quindi, tutte le
  informazioni contenute nel proprio DNA.La mitosi
  consiste nel seguente processole molecole di
  DNA, contenute nella cromatina, si duplicano i
  cromosomi condensano nel nucleo assumendo
  laspetto di filamenti spessisi portano verso il
  centro della cellula in una zona paragonabile
  allequatore terrestre

i due cromatidi di ogni cromosoma (il filamento
originale e la copia neo-sintetizzata) si
separano e migrano ai poli della cellulai
cromosomi dei due nuovi nuclei si ritrasformano
in cromatinasi forma una membrana che separa le
due cellule figlieAlla fine del processo si
avranno due cellule figlie con gli stessi
cromosomi della cellula madre, e quindi con le
stesse informazioni.
Vedi LA MITOSI
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I cromosomi

• Nel caso delle cellule della riproduzione
  sessuale, i gameti, uovo e spermatozoo, la
  riproduzione prende il nome di meiosi.Nella
  meiosi il processo si svolge cosìla cromatina
  si duplicai cromosomi si addensano e si
  dispongono sul piano equatorialesi separano,
  migrando ai due poli, i membri delle coppie di
  cromosomi (quello di origine paterna e quello di
  origine materna)si forma una membrana che separa
  le due cellulei cromosomi delle due cellule si
  dispongono sul piano equatoriale si separano i
  cromatidi di ogni cromosoma (loriginale e la
  copia) e migrano ai poli opposti della cellulasi
  formano le membrane che divideranno le quattro
  cellule figlie

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I cromosomi

• Cè stata una sola duplicazione di DNA e due
  divisioni meiotiche si ottengono così quattro
  cellule, ognuna con la metà dei cromosomi della
  cellula madre.A seguito della meiosi, luovo e
  lo spermatozoo, diventati maturi, si possono
  fondere per formare una cellula diploide, lo
  zigote, che si svilupperà in un nuovo
  individuo.Allinizio della prima divisione
  meiotica i cromosomi omologhi (i membri della
  coppia) si appaiano, in pratica si uniscono due a
  due, avviene un rimescolamento dei cromosomi e si
  scambiano pezzi di cromatidi (crossing- over). Ne
  consegue un rimescolamento dei geni di origine
  paterna con quelli di origine materna

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I ribosomi e la sintesi delle proteine

• I ribosomi sono organelli ovali costituiti da due
  sub-unità, una grande ed una piccola.Sono
  composti di RNA ribosomiale (rRNA) e molecole
  proteiche.Rappresentano il luogo ove avviene la
  sintesi delle proteine.Le informazioni genetiche
  sono contenute nella molecola di DNA, la stessa
  molecola è in grado di duplicarsi per la
  riproduzione cellulare.

La molecola di DNA è formata da due catene di
nucleotidi, complementari tra loro, avvolte ad
elica luna attorno allaltra.Le informazioni
sono codificate dalla sequenza delle basi azotate
presenti nella molecola una certa sequenza di
basi corrisponde ad un gene, ovvero ad un
carattere, questo carattere si esprime sotto
forma di proteine composte da una serie di
amminoacidi.
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acido ribonucleico

• Nella vita normale della cellula, il DNA presiede
  alla sintesi delle molecole proteiche.Il DNA,
  pur contenendo le informazioni per la suddetta
  sintesi, non funge direttamente da stampo per
  lassemblaggio delle proteine, ma crea una
  molecola che provvede a trasmettere, e a far
  applicare, le informazioni contenute nella sua
  sequenza di basi azotate..Tale molecola si
  chiama acido ribonucleico (RNA).

La molecola dellRNA differisce dal DNA per le
seguenti caratteristicheè formata da un
filamento unico di nucleotidiè molto più breve,
spesso linformazione che porta si limita ad un
solo genecontiene una base azotata diversa da
quelle presenti nel DNAè continuamente formata
e distrutta, a seconda delle necessità della
cellula.
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LRNA

• è composto di un filamento complementare ad uno
  dei due filamenti del DNA.Il messaggio presente
  nel DNA è trascritto nella molecola di RNA, la
  molecola di RNA si trasferisce dal nucleo al
  citoplasma, dove, un adeguato macchinario,
  collocato sui ribosomi, lo traduce nel linguaggio
  delle proteine, basato sulla sequenza degli
  amminoacidi.
• DNA trascrizione RNA
  traduzione

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PROTEINE

• Trascrizioneè un processo simile a quello della
  duplicazione del DNA, con la sola differenza che,
  ad essere copiato, è uno solo dei due filamenti
  di DNA e che la copiatura o trascrizione produce
  una molecola di RNA messaggero (mRNA)
  complementare al tratto copiato (quello cioè che
  codifica la proteina).LRNA messaggero si dirige
  nel citoplasma, raggiunge una catena di ribosomi,
  dove sarà tradotto nel linguaggio delle proteine.

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PROTEINE

• TraduzionePer codificare i 20 amminoacidi delle
  proteine ci sono solo 4 tipi di basi azotate. Il
  codice per tradurre le informazioni consiste nel
  leggere le basi azotate raggruppate in
  triplette.Per tradurre un messaggio da una
  lingua allaltra ci vuole un interprete ed un
  dispositivo che scriva le parole nella nuova
  lingua nella sintesi proteica linterprete è
  costituito da piccole molecole di RNA chiamate
  RNA di trasferimento (tRNA) che traducono il
  linguaggio dei nucleotidi in quello degli
  amminoacidi.In pratica quelle piccole molecole
  di tRNA vagano nel citoplasma in cerca
  dellamminoacido corrispondente (esistono 20 tipi
  diversi di tRNA, uno per ogni amminoacido), lo
  catturano e lo trasportano sui ribosomi dove
  viene sintetizzata la proteina.

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• Le diverse parti che prendono parte alla
  traduzione-sintesi proteica sonolmRNA che
  porta codificate le informazioni per costruire la
  proteina

il tRNA che decodifica il messaggio da triplette
di nucleotidi a specifici amminoacidii ribosomi
che, unendosi allmRNA e al tRNA, consentono la
costruzione della proteina amminoacido dopo
amminoacidoI ribosomi sono organelli ovali,
formati da due sub-unità, una grande e una
piccola.Sono costituiti da RNA ribosomiale
(rRNA) e molecole proteiche.
Il filamento di mRNA raggiunge i ribosomi, si
infila fra le due sub-unità, scorre e viene
letto contemporaneamente da più ribosomi, ciò
permette di rendere più veloce la sintesi
proteica.
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Dal semplice al complesso

• Lunità fondamentale della materia è
  latomo.Lunità fondamentale degli
  esseri viventi è la cellula.Le cellule
  si uniscono a formare tessuti, i tessuti formano
  organi, gli organi formano i sistemi o gli
  apparati.Linsieme dei sistemi e degli
  apparati formano gli organismi.

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I cromosomi
?RITORNA
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ContenutiA cura diRosalba FazioGraficaLucio
Troise