WATERY PRESENTATION

Lucrezia Patti 2G

LA CELLULA

La scoperta della cellula risale al Seicento e si deve a Robert Hooke,uno studioso di fisica,chimica,paleontologia e architettura,vissuto in Inghilterra sal 1635 al 1703.Uno dei suoi risultati più famosi riguarda i perfezionamenti apportati al microscopio ottico.Grazie all'intervento di nuove lenti e un nuovo sistema di illuminazione,Hooke potè effettuare una serie di osservazioni,in una di queste esaminò alcune sottili fettine di sughere e notò che erano costituite da tante piccolo "cellette" separate tra loro.Hooke chiamò queste singole unità cellule.

Chi ha scoperto la cellula?

Dimensioni di una cellula

Il diametro di una cellula varia da 1 a 100 μ(micrometri),mentre il volume puo' variare da 1 a 1000 . Tuttavia non mancano le eccezioni:le uova degli uccelli sono effettivamente delle singole cellule e l'uovo di struzzo puo' misurare fino a 25 cm di diametro.Nel calamaro gigante i neuroni possono raggiungere persino 1mm di diametro e 1m di lunghezza.

Le cellule sono delimitate da membrane biologiche che sono costituite da lipidi,proteine e carboidrati.I componenti principali sono i fosfolipidi organizzati a formare un doppio strato in cui sono immerse le proteine.Questa struttura è detta modello a mosaico fluido.Le proteine svolgono numerosi funzioni tra cui spostare materiale attraverso la membrana e ricevere segnali chimici dall'ambiente esterno.

Il modello a mosaico fluido

Coda apolare(idrofoba)

testa polare(idrofila)

Grazie a queste proprietà,quando si trovano in un ambiente acquoso i fosfolipidi si organizzano spontaneamente a formare un doppio strato.

• Una regione idrofila,cioè la "testa" del fosfolipide,che contiene un gruppo fosfato e ha carica elettrica
• Una regione idrofobica,cioè le "code" liunghe e apolari degli acidi grassi fosfolipidici

I principali costituenti delle membrane sono i fosfolipidi,molecole particlari he presentano due regioni distinte:

Le membrane sono costituite da lipidi

Le proteine periferiche sono prive di regioni idrofobiche per cui non si trovano immerse nel doppio strato.Queste proteine possono trovarsi solo su un lato della membrana,ma non su entrambi

Le proteine integrali sono immerse nello strato fosfolipidico e presentano sia regioni idrofobiche che idrofile.Spesso sono distribuite in modo asimettrico sui due lati della membrana

Proteine periferiche

Proteine integrali

Tutte le membrane biologiche contengono proteine.Il numero e il tipo di molecole proteiche dipendono dalla funzione della membrana.Le proteine di membrana sono principalmente di due tipi.

Le proteine di membrana

Gli aminoacidi sono composti organici con due gruppi funzionali, un gruppo amminico e un gruppo carbossilico,legati a un atomo di carbonio detto "carbonio a". Legati al carbonio a ci sono anche un atomo di idrogeno e una catena laterale,detta gruppo radicale e indicata con la lettera R

Le proteine sono polimeri formati da monomeri detti aminoacidi,uniti tramite legami covalenti a formare lunghe catene chiamate catene polipeptidiche

Cos'è una proteina?

La struttura secondaria di una proteina può presentarsi ad a elica o a foglietto b pieghettato ,è dovuta ai ripiegamenti regolari della catena polipeptidica,tenuti in sede da legami a idrogeno.

La struttura primaria corrisponde alla sequenza degli amminoacidi lungo la catena polipeptidica,da qui derivano tutti i successivi livelli strutturali.

Struttura primaria e secondaria

La struttura quaternaria deriva dal modo in cui le varie subunità che costituiscono una proteina si legano e interagiscono tra loro.

La struttura terziaria rappresenta il modo in cui i segmenti della proteina con diverse strutture secondarie si ripiegano su se stessi nello spazio.

Struttura terziaria e quaternaria

La struttura tridimensionale di una proteina dipende da interazioni deboli che si instaurano tra gli amminoacidi.Riscaldando una proteina,il calore romperà i legami deboli responsabili della struttura secondaria e di quella terziaria,modificando la forma e la funzione della molecola:a questo punto,si dice che una proteina si è denaturata

Denaturazione proteica

• Un glicolipide è un carboidrato unito a un lidipe tramite legami covalenti.Il carboidrato fuorisce dalla superficie cellulare verso l'esterno e può servire da segnale di riconoscimento tra cellule che devono interagire
• Una glicoproteine consiste di una o più catene corte di carboidrato unite a una proteina tramite legami covalenti

Oltre ai lipidi e alle proteine molte membrane contengono quantità notevoli di carboidrati.

I carboidrati di membrana

All'intrerno della membrana plasmatica si trova il citoplasma,un materiale semifluido in cui avvengono tutte le reazioni cellulari.Il citoplasma è composto dal citolsol,che è la parte più fluida, e le particelle insolubili sospese in esso

La cellula procariote è delimitata dalla membrana plasmatica composta da un doppio strato fosfolipidico e agisce da barriera semipermeabile,impedendo ad alcune sostanze di attraversarla e permettendo ad altre di entrare e uscire dalla cellula

Cellula procariote

Nel citoplasma sono sempre presenti i ribosomi,aggregati di RNA.I ribosomi sono le strutture dove ha luogo la sintesi proteica.

In una zona particolare del citoplasma,chiamata nucleoide,si trova il DNA sotto forma di un'unica molecola circolare,Il DNA fornisce le informazioni per costruire tutte le proteine necessarie sia alla costruzione di nuove strutture cellulari sia all'adempimento di tutte le funzioni metaboliche della cellula.

Cellula procariote

Gli organismi appartenenti ai domini dei batteri e degli archei sono tutti procarioti.Le celluce batteriche si presentano in quattro forme principali:

I batteri

• Fotoautotrofi,alcuni chiamati cianobatteri usano la fotosintesi come le piante
• Chemioautotrofi,usano l'anidrite carbonica
• Fotoeterotrofi,utilizzano la luce come fonte di energia
• Chemioeterotrofi,assumono dall'esterno molecole organiche da demolire per ricavare energia come animali e funghi

I batteri si procurano energia e nutrimento in quattro modi diversi:

Processi metabolici dei batteri

Citoscheletro è un nome generico per definire collettivamente vari tipi di filamenti proteici che mantengono la forma tridimensionale della cellula.

Numerosi procariotisono in grado di nuotare usando appendici denominate flagelli.Altri possiedono appendici più corte ma più numerose chiamatee pili.

I cianobatteri sono in grado di svolgere la fotosintesi.In questi batteri la membrana plasmatica si ripiega all'interno del citoplasma formando un sistema di membrane interne.

Molti procarioti possiedono una parete cellulare esterna alla membrana plasmatica.La rigidità della parete cellulare fornita da un particlare carboidrato,il peptidoglicano,dona sostegno alla cellula e determina la forma.Attorno alla parete cellulare,alcuni batteri presentano un ulteriore rivestimento chiamato capsula.

Le strutture specializzate

Tutti gli organuli( vacuoli,reticolo endoplastico, apparato di Golgi, cloroplasti,lisosomi) sono avvolti da una membrana costituita da fosfolipidi e proteine.Questa membrana ha due caratteristiche:Tiene separate le biomolecole e regola gli scambi con l'esterno.

La differenza più importante tre cellula eucariote e procariote è che la cellula procariote contiene il DNA nel nucleotide, invece la cellula eucariote ha il DNA nel nucleo.Inoltre i ribosomi nella procariote si muovono liberi nel citoplasma, nella eucarioti posso essere liberi nel citoplasma ma la maggior parte sono fissi nel reticolo endoplastico o nel cloroplasti.

Come le cellule procariote, le cellule eucariote sono de- limitate dalla membrana plasmatica e contengono cito-plasma, ribosomi e DNA; tuttavia hanno una struttura interna più complessa. Esse infatti sono caratterizzate da compartimenti interni delimitati da membrane, gli organuli, che contengono specifici enzimi.Gli enzimi sono catalizzatori biologici, cioè sostanze che accelerano una reazione chimica.

La cellula eucariote

Nella struttura ad a elica,la catena polipeptidica è avvolta a formare una spirale destrogira(come la filettatura di una vite)

Struttura ad a elica

Il foglietto b pieghettato si forma a partire da due o più catene polipeptidiche distese che si affiancano parallelamente l'una all'altra

Foglietto b pieghettato

Oggi a detenere il record per l'uovo più grande è il volatile più grande del mondo: lo struzzo (Struthio camelus). Il più grande uovo di struzzo in assoluto è stato deposto nel 2006 in una fattoria a Borlange, in Svezia. Pesava ben 2 chili e mezzo.