La cellula procariota e i batteri: struttura, funzioni e riproduzione

La Cellula Procariota

LA CELLULA PROCARIOTA

Definizione di Cellule Procarioti

DEFINIZIONE: Le cellule procarioti rappresentano le prime forme di vita sul nostro pianeta, con i batteri come organismi più rappresentativi. Il termine "procarioti" deriva dal latino "prima" e dal greco "carillon" che significa "nucleo" Questo è dovuto al fatto che il loro DNA è generalmente disperso nel citoplasma, in una regione interna chiamata nucleo.

I Batteri

Definizione di Batteri

I BATTERI DEFINIZIONE: I batteri sono organismi unicellulari, con dimensioni che solitamente si misurano in pochi micrometri. Sebbene non formino organismi complessi, alcune specie possono aggregarsi in colonie.

Problematiche Causate dai Batteri

PROBLEMATICHE: Alcuni batteri vivono a spese di altri organismi, causando danni significativi. all'uomo, alle piante e agli animali. Nell'uomo, possono provocare malattie come:

• peste
• colera
• tetano

che fino a 100 anni fa rappresentavano un incubo per molte famiglie. Oggi, queste malattie sono efficacemente combattute grazie all'uso di farmaci.

Struttura dei Batteri

STRUTTURA: Esterna: Nucleoide Pili Ribosomi Granulo di cibo Flagello Capsula Plasmide Citosol Parete Membrana plasmatica

• Membrana plasmatica: Formata da un doppio strato di FOSFOLIPIDI. Ha la FUNZIONE del passaggio di sostanze dentro e fuori la cellula.

Parete cellulare: + esterna della membrana Composta da peptidoglicano -> molecola Ha la funzione di: · Dare la forma · Protezione · Resistenza meccanica Questa parete ha differenze tra:

• Batteri gran positivi -> parete spessa
• · Batteri gran negativi -> parete più sottile e membrana esterna
• Antibiotici: Agiscono rompendo la parete cellulare Questa azione indebolisce il batterio e permette al sistema immunitario di eliminarlo

Interna:

• Citoplasma: Sostanza gelatinosa a base di acqua che contiene "sostanze chimiche vitali":

• Sali . Zuccheri · Enzimi . RNA
• Organuli cellulari (essenziali per il metabolismo e la sopravvivenza)
• Nucleoide: Area dove si trova il DNA batterico
• Ribosomi: piccole strutture per la sintesi proteica

Funzioni dei Batteri

FUNZIONI: Strutture di Locomozione e Difesa Queste strutture non fanno parte del "cuore" della cellula, ma sono accessori utili per il movimento o la difesa:

• Flagelli Funzione: permettono al batterio di muoversi (es. verso nutrienti o lontano da pericoli)
• Ciglia (più corretto dire pili o fimbrie nei batteri) Funzione: Aderire a superfici (es. cellule umane, tessuti) Partecipare alla coniugazione (scambio di materiale genetico tra batteri)

Organizzazione del DNA Batterico

ORGANIZZAZIONE DEL DIA DNA principale Presente come cromosoma circolare Non è racchiuso da un nucleo > è libero nel citoplasma Contiene le informazioni genetiche essenziali Plasmidi: Piccole molecole circolari di DNA Possono essere replicati indipendentemente Spesso contengono geni accessori, es. per la resistenza agli antibiotici Ribosomi: Sede della sintesi proteica

• Composti da: RNA ribosomiale (rRNA) Proteine
• Funzionano leggendo I'm RNA Trascrizione: DNA -> mRNA Traduzione: mRNA -> Proteina

Riproduzione Batterica

RIPRODUZIONE Tipo di riproduzione: Asessuata Metodo: Scissione binaria · Il DNA si replica · La cellula si divide in due · Risultano due cellule figlie geneticamente identiche Vantaggio: processo rapido ed efficiente

La Cellula

Tipi di Cellule

LA CELLULA Più piccola unità vivente PROCARIOTA (batteri) EUCARIOTA (animali, vegetali e funghi) Rough endoplasmic reticulum (ER) Smooth ER Golgi apparatus Nuclear pore Nucleus Vesicles Nuclear envelope Gira pagina Centrioles Microtubules Microfilaments Mitochondrion Ribosomes Lysosome Plasma membrane Capsula Parete cellulare Membrana plasmatica Citoplasma Ribosom Plasmide Pil Flagello Nucleoide

• formare organismi unicellulari si riproducono grazie alla mitosi
• privi di nucleo

La Cellula Eucariote

Cellula Animale

LA CELLULA EUCARIOTE CELLULA ANIMALE: Reticolo endoplasmatico ruvido Poro nucleare Nucleolo Nucleo Ribosoma Membrana nucleare Apparato di Golgi Centriolo Lisosoma Citoplasma Reticolo endoplasmatico liscio Mitocondrio Membrana plasmatica Avvolta da una membrana fosfolipidica, nota anche come membrana cellulare, che funge da barriera tra la cellula e l'ambiente esterno. Questa membrana è composta da un doppio strato di fosfolipidi e svolge un ruolo cruciale nella separazione e protezione della cellula. All'interno della membrana si trova il nucleo, che contiene il DNA, il materiale genetico fondamentale per lo sviluppo e il funzionamento dell'organismo. Il citoplasma, una sostanza gelatinosa a base acquosa, riempie lo spazio interno della cellula e ospita vari organelli, tra cui: Ribosomi: responsabili della sintesi proteica. Reticolo endoplasmático: un sistema di membrane che matura le proteine sintetizzate dai ribosomi. Mitocondri: considerati le "centrali energetiche" della cellula, dove avvengono processi metabolici essenziali. Apparato di Golgi: un insieme di vescicole che matura le proteine e altri elementi per la membrana plasmatica. Le cellule eucarioti sono generalmente dieci volte più grandi delle cellule procarioti, e la loro principale caratteristica distintiva è la compartimentazione interna, con il nucleo che rappresenta il compartimento più importante .

Cellula Vegetale

CELLULA VEGETALE: Lisosoma Poro nucleare Nucleo Apparato di Golgi Membrana nucleare Nucleolo SULUTE Ribosomi Tilacoidi Cloroplasto Granulo di amido Reticolo endoplasmatico ruvido Reticolo endoplasmatico liscio Vacuolo Plasmodesmi _ Citoplasma Mitocondrio Parete cellulare Membrana plasmatica La cellula vegetale condivide molte caratteristiche con la cellula animale, come la presenza della membrana cellulare, del nucleo, del citoplasma, del citoscheletro, dei mitocondri, dei ribosomi, del reticolo endoplasmático e dell'apparato di Golgi. Tuttavia, presenta anche organelli unici che sono fondamentali per la vita delle piante:

• Vacuolo: una grande cisterna contenente principalmente acqua e sostanze di riserva solubili, come vitamine.
• Cloroplasti: organelli che permettono la fotosintesi clorofilliana, convertendo l'energia solare in energia chimica.
• Parete cellulare: uno strato rigido esterno alla membrana plasmatica, composto da cellulosa, che fornisce supporto e protezione alla cellula vegetale.

Questi organelli specializzati sono essenziali per le funzioni vitali delle piante, che, essendo organismi statici, necessitano di strutture rigide per sostenere la loro forma e integrità.

Membrana Plasmatica

Componenti e Funzioni della Membrana Plasmatica

MEMBRANA PLASMATICA Acqua 4 Componente fondamentale per la cellula racchiude citoplasma e racchiudere l'ambiente circostante e può scegliere di scambiarsi sostanze. Molecola polare: presenta una differenza di carico al suo interno Si scioglie bene tra sostanze polari e polari Molecola apolare: Si scioglie bene tra sostanze apolare e apolare La cellula è in grado di selezionare le sostanze che devono entrare all'interno per aiutarsi a ricevere esigenze nutrizionali e mantenere l'equilibrio della cellula. Fosfolipidi Mix perché testa polare e code apolare H20 H20 5 OCH H,0 AN OH H.O H2O H2O H2O F. MICELLA

Struttura della Membrana Plasmatica

STRUTTURA: DOPPIO STRATO FOSFOLIADICO

Trasporto di Membrana

Tipi di Trasporto

TRASPORTO DI MEMBRANA · TRASPORTO PASSIVO: avviene senza l'uso dell'energia della membrana. · TRASPORTO ATTIVO: avviene con l'uso dell'energia della membrana. · TRASPORTO VESCICOLARE: avviene con l'uso della membrana "Endocitosi e Esocitosi"

Trasporto Passivo

TRASPORTO PASSIVO: Cellula non utilizza energia per le particelle che si spostano da una parte all'altra della membrana plasmatica. A SECONDA DELLA LORO CONCENTRAZIONE CLASSIFICAZIONE: . Diffusione semplice: NON necessita di nessuna proteina canale e avviene senza consumo di ATP · Diffusione facilitata: Avviene il consumo del ATP perché facilita e velocizza il passaggio di specifiche molecole o ioni mediante LA PROTEINA DI MEMBRANA. acquaporine -> zone in cui l'acqua passa facilmente senza le molecole polari/ apolari CREANO I PORI PER IL PASSAGGIO Sono formati da PROTEINE Extracellular fluid Lipid- soluble solutes Small lipid- insoluble solutes Cytoplasm Diffusione Semplice Attiva Windows Diffusionestazioni per att Facilitata

Trasporto Attivo

TRASPORTO ATTIVO: Avviene il consumo di energia tramite ATP. Il trasporto attivo sposta le molecole che devono entrare nella cellula nella parte dove sono meno concentrate a quelle più concentrate tramite l'acquaporina ATP energia ADP P liquido extracellulare citoplasma Una molecola si lega alla proteina di trasporto. L'ATP fornisce l'energia necessaria. La proteina di trasporto rilascia la mole- cola sul lato opposto della membrana. Contro gradiente > possibile far entrare molecole anche se sono piene Con consumo di ATP tramite le pompe "proteine Scambi cellulari Diffusione semplice Diffusione facilitata Trasporto attivo primario Molecole da trasportare Molecola da trasportare Teste dei fosfolipidi idrofili (polari) Superficie extracellulare Membrana cellulare Code dei fosfolipidi idrofobe (non polari) ATP ADP + Pi Superficie intracellulare Trasportatore di membrana

Esocitosi ed Endocitosi

OESOCITOSI E ENDOCITOSI: Portano le sostanze all'interno della cellula Portano le sostanze fuori dalla cellula ESOCITOSI Vescicola costituita da; 2 Fosfolipidi B La vescicola si fonde con la membrana cellulare C Il contenuto della vescicola viene riversato all'esterno della cellula A Una vescicola piena di macromolecole si muove verso la membrana cellulare ENDOCITOSI B Si forma una vescicola che circonda le macromolecole Attiva Winds A La membrana plasmatica forma una fossetta intorno alle macromolecole da trasportare nella cellula Passa a Impos C La vescicola penetra nel citoplasma della cell ENDOCITOSI Fagocitosis: cattura di particelle alimentari da parte di organismi unicellulari

Giunzioni Cellulari

Classificazione delle Giunzioni Cellulari

GIUNZIONI CELLULARI Organismi pluricellulari > le cellule si UNISCONO e COMUNICANO GRAZIE alle giunzioni cellulari CLASSIFICAZIONE: D GIUNZIONI OCCLUDENTI OCCLUDE Funzione fondamentale di separare due spazi, impedisce così il passaggio delle sostanze. Costituiti da complessi proteici formati soprattutto da: CLAUDINA OCCLUDINA Due proteine che si associano a formare degli "spot" sulla membrana plasmatica L'insieme degli "spot" formano attorno alla cellula una sorta di cintura detta zonula Funzione isolante soprattutto negli epiteli di rivestimento e in specifico a livello del derma o dell'intestino. Lume Question occludenti Strato di muco Lato apicale Superficie basolaterale Late apicale Complesso proteico Oc cludra Claudine 1 Caderina E 20-1 JAM-1 Catenine Cingulina Actina Spazio para ce llu lare Membrana cellulare Late barolaterale