La Cellula: Nucleo e Membrana Plasmatica, Reticolo Endoplasmatico e Golgi

La Cellula

Nucleo e Membrana Plasmatica

Tutte le cellule eucariote sono caratterizzate dalla presenza di tre elementi:

1. MENBRANA PLASMATICA: racchiude e delimita il materiale cellulare e regola gli scambi
2. NUCLEO: contiene il materiale genetico (sottoforma di cromatina: DNA +proteine)
3. CITOPLASMA: occupa gran parte della cellula è costituito da citosol (85% H2O), dal citoscheletro (microtubuli e microfilamenti) e dagli organuli.

• ORGANULI: consentono lo svolgimento di tutte le reazioni del metabolismo cellulare, sono delimitati da membrane interne alla cellula ( RE, Apparato di Golgi, lisosomi, mitocondri .. ). Nelle cellule vegetali troviamo inoltre la parete cellulare, il vacuolo centrale ed i cloroplasti.

presente solo nelle cellule animali Involucro nucleare: doppia membrana attraversata da pori, che circonda il nucleo. Nucleo Cromatina: fibre di DNA e proteine. Membrana plasmatica Nucleolo: sede della sintesi dei ribosomi. Fosfolipidi Poro nucleare Citoscheletro: mantiene la Microtubuli forma della Filamenti cellula e intermedi permette il Filamenti movimento. di actina Centrioli Ribosomi: organuli che eseguono la sintesi proteica. Centrosoma: centro organizzatore dei microtubuli. - Apparato di Golgi Perossisoma Citoplasma Mitocondrio Vescicola di trasporto: piccolo sacchetto circondato da una doppia membrana che trasporta e secerne sostanze. S Poliribosoma: fila di ribosomi che sintetizzano in contemporanea la stessa proteina. presente solo nelle cellule vegetali Vacuolo centrale: sacculo ampio, ripieno di fluido; immagazzina metaboliti e contribuisce a mantenere il turgore cellulare. Involucro nucleare Parete cellulare di una cellula adiacente Nucleolo Nucleo Cromatina Poro nucleare Cloroplasto: svolge la fotosintesi producendo zuccheri. Ribosomi Mitocondrio: organulo all'interno del quale avviene la respirazione cellulare. Reticolo endoplasmatico ruvido: costellato di ribosomi, sintetizza proteine e membrane. plasmatica: rivestimento che regola il flusso di materiali in entrata e in uscita. Reticolo endoplasmatico liscio: privo di ribosomi, opera la sintesi di lipidi. Grano Parete cellulare: rivestimento esterno che da forma, sostiene e protegge la cellula. Apparato di Golgi: trasforma, immagazzina e smista prodotti cellulari nelle vescicole di trasporto. Citoplasma: sostanza semifluida che contiene gli organuli. Reticolo endoplasmatico ruvido Reticolo Endoplasmatico Reticolo endoplasmatico liscio Lisosoma: vescicola che digerisce macromolecole o parti della cellula. Reticolo endoplasmatico Membrana 7 Proteina

Nucleo: Organulo Più Voluminoso della Cellula

INVOLUCRO NUCLEARE: costituito da 2 membrane ( in ed ex) che si fondno in corrispondenza dei pori nucleari (avvengono gli scambi con il citoplasma). CROMATINA: massa intricata, essa in fase di riproduzione cellulare si condensa formando i cromosomi. Le strutture fibbrose che costituiscono cromatina e cromosomi sono costituitre da DNA NUCLEOLO: regione del nucleo responsabile della sintesi dell'RNA ribosomiale (rRNA)

Struttura dei Pori Nucleari

Involucro nucleare - Nucleolo Involucro nucleare: Membrana interna Membrana esterna Poro- nucleare 1 Poro nucleare Cromatina Schema della struttura dei pori nucleari 7 V

Il Ruolo del DNA

Nucleo DNA mRNA 1 L'mRNA prodotto nel nucleo si sposta nel citoplasma, passando attraverso i pori nucleari. Citoplasma Subunità ribosomiali mRNA 2 Nel citoplasma, I'mRNA e le subunità ribosomiali si uniscono; ha inizio la sintesi proteica. 3 Dopo l'attacco di un ribosoma a un recettore del reticolo endoplasmatico ruvido, la proteina entra nel lume del reticolo ruvido. Ribosoma Recettore Membrana del reticolo endoplasmatico mRNA 4 Le subunità ribosomiali e I'mRNA si distaccano. La proteina resta nel reticolo endoplasmatico e assume la sua conformazione finale. Lume del reticolo endoplasmatico Proteina

• Le molecole di DNA servono da stampo 5 per la produzione di una molecola di RNA 0 e a quest'ultime trasferiscono le info per la sintesi delle proteine.
• A livello del nucleolo vengono prodotti i ribosomi organuli contenenti RNA e fondamentali per la sintesi delle proteine
• RNA e ribosomi, prodotti nel nucleo, migrano attraverso i pori nucleari nel citoplasma per partecipare alla sintesi delle proteine.

Reticolo endoplasmatico

Membrana Plasmatica

Sottile Rivestimento

MEMBRANA PLASMATICA: Sottile rivestimento dello spessore di 5-10 nm, non visibile al m.o., che separa il citoplasma dal liquido extracellulare.

Funzione della Membrana Plasmatica

FUNZIONE:

FOSFOLIPIDI

L'Adesione Cellulare

Le giunzioni cellulari, dal punto di vista cellulare, possono essere classificate in 3 tipi principali:

CELLULA VEGETALE: nella parete cellulare sono presenti canali detti plasmodesmi che consentono la formazione di ponti citoplasmatici continui fra le cellule dei tessuti vegetali.

GIUNZIONI OCCLUDENTI: permettono una strettissima adesione tra le membrane di cellule vicine DESMOSOMI: collegano strettamente le cellule adiacenti, ma permetto il passaggio di materiali all'interno dello spazio intercellulare GIUNZIONI COMUNICANTI: collegano cellule adiacenti permettendo il passaggio di piccole molecole da una cellula all'altra

Membrane plasmatiche Spazio intercellulare 11 Molecole che transitano fra le cellule Proteine di giunzione Le proteine delle giunzioni occludenti formano un sigillo a mosaico, che impedisce il passaggio delle sostanze negli interstizi tra le cellule epiteliali. A I desmosomi collegano strettamente cellule adiacenti, Proteine ma permettono il passaggiodi materiali all'interno dello spazio intercellulare. di adesione Filamenti del citoscheletro C Membrane plasmatiche B Membrane plasmatiche Spazio intercellulare Placca citoplasmatica Spazio intercellulare Canali proteici Le giunzioni comunicanti consentono la comunicazione fra cellule adiacenti.

Permeabilità Selettiva

Il doppio strato fosfolipidico può essere attraversato dalle molecole apolari, che sono solubili nei lipidi, come O2 e CO2, ma non da altre perché troppo grandi o perché polari (glucosio, AA, H+ e Na+) Le molecole che non sono in grado di attraversareil doppio strato vengono trasportate dalle proteine di membrana Nel suo insieme la membrana plasmatica si comporta come una membrana semipermeabile ma dotata di permeabilità selettiva In una membrana: · Passano facilmente le molecole liposolubili e idrofobiche (O2 , lipidi) · Passano lentamente le molecole polari (H2O, urea ) · Non passano le molecole cariche (ioni: K+ , Na+, CI- )

Molecole e Permeabilità

MOLECOLE IDROFOBICHE N2 benzene 10-2 H20 -+ -10-4 urea glicerolo - 10-6 triptofano glucosio - 10-8 10-10 cr IONI H+, Na+ HCO2, K+ 3. Ca2+ cr Mg2+ K+ Na+ 10-12 10-14 bassa permeabilità doppio strato lipidico sintetico 7 proteina canale proteina di trasporto proteina proteina di enzimatica riconoscimento proteina di adesione Acofeina recettore aseboujo bsojours q O2 CO2 alta permeabilità PICCOLE MOLECOLE POLARI PRIVE DI CARICA H2O urea glicerolo t GROSSE MOLECOLE POLARI PRIVE DI CARICA glucosio saccarosio TZ

Il Trasporto Cellulare: Trasporto Passivo

TRASPORTO PASSIVO SECONDO GRADIENTE DI CONCENTRAZIONE (dunque, è regolato esclusivamente dalla differenza di concentrazione su i due lati della membrana). TRASPORTO PASSIVO

Diffusione Facilitata

Esterno della cellula La proteina di trasporto ha un sito di legame per il glucosio. Il glucosio si lega alla proteina ... ... che di conseguenza cambia forma ... Alta concentrazione di glucosio Glucosio Proteina di trasporto del glucosio Interno della cellula Bassa concentrazione di glucosio La proteina di trasporto ritorna alla sua forma originale, pronta a legare un'altra molecola di glucosio. ... provocando il rilascio del glucosio. 7 DIFFUSIONE FACILITATA PER MEZZO DI UNA PROTEINA CANALE

Osmosi

OSMOSI: è la diffusione dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile, da una soluzione ipotonica a una soluzione ipertonica.

Soluzioni e Cellule

La soluzionein cui sono immerse le cellule possono essere: 1 IPOTONICA: più povera di soluti rispetto al citoplasma, dunque l'acqua entra nella cellula per osmosi IPERTONICA: la soluzione è più ricca di soluti, l'acqua tende ad uscire dalla cellula. ISOTONICA: concentrazione uguale a quella del citoplasma, il flusso di acqua in entrata bilancia quello in uscita.

Effetti dell'Osmosi

Interno della cellula Esterno della cellula H20 HO Cellula animale (globulo rosso) H20 H20 H20 Le cellule perdono acqua e si raggrinziscono. La velocità di ingresso e di uscita dell'acqua è la stessa; la cellula mantiene la sua forma. Le cellule assorbono acqua e si gonfiano fino a scoppiare. Cellula vegetale (cellula di epitelio fogliare) H20 Il volume delle cellule si riduce e la membrana plasmatica si ritrae dalla parete cellulare (appassimento). H20 La cellula si gonfia, ma mantiene la sua forma per la presenza della parete cellulare. H20 7

Trasporto Cellulare: Trasporto Attivo

• Quando una sostanza si sposta contro il suo gradiente di concentrazione ( cioè dala zona dove sono poco concentrate alla zona dove sono molto concentrate),.
• il trasporto è attuato da proteine di membrana altamente specifiche (PROTEINE TRASPORTATRICI) e richiede un consumo di energia.
• PROTEINE TRASPORTATRICI presentano 2 siti attivi:

• 1º riconosce la sostanza da trasportare e si lega ad essa · 2° si lega alle molecole di ATP dalla quale ottiene energia. Grazie a ciò la proteina è in grado di modificare la propria conformazione per trasportare la molecola dall'altra parte della mmembrana.

Tipi di Trasporto Attivo

a) b) c) d) P P ATP (ADP) Tramite l'uniporto viene spostata una sola sostanza in una sola direzione. Tramite il simporto vengono spostate due sostanze diverse nella stessa direzione. Tramite l'antiporto vengono spostate due sostanze diverse in due direzioni opposte. Ambiente extracellulare loni trasportati 7 Ambiente intracellulare 7