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LA CELLULA
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si riproduce
si nutre respira elimina i
propri rifiuti
E’ l’unità strutturale e funzionale di
tutti gli organismi viventi
è un corpuscolo delimitato da un involucro
e dotato di tutte le caratteristiche della vita
LA CELLULA
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La scoperta delle cellule risale al XVII secolo,
all’epoca dei primi rudimentali microscopi.
Robert Hooke (1635-1703)
Individuò in una sezione sottile di sughero
numerose “cellette” vuote, ma non le collegò
subito all’organizzazione dei viventi; si limitò a
darne loro un nome: CELLULA
UN PO’ DI STORIA ...
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… solo nella prima metà del XIX secolo si scoprì che si
compongono di cellule tutte le piante (Matthias Schleiden,nel
1838) e tutti gli animali, grazie a
Theodor Schwann nel 1839 (scopritore anche delle c. di Schwann i cui prolungamenti
formano la guaina mielinica delle fibre nervose periferiche)
Vent’anni più tardi lo scienziato tedesco
Rudolf Virchow (1821–1902) affermò
che:
“la cellula è l’unità vitale di tutti gli
organismi viventi e che ogni cellula
deriva da un’altra cellula precedente”.
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L’insieme di queste conclusioni condusse alla…
Teoria cellulare Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule
La cellula è l’unità strutturale e funzionale dei
viventi
Ogni cellula deriva da altre cellule
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Tutti gli organismi sono costituiti da
una o più cellule
in base a questo si distinguono
Organismi unicellulari
(batteri, alghe azzurre
e protisti)
Organismi pluricellulari
(protisti, animali, piante e funghi)
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Negli organismi unicellulari la singola cellula adempie a
tutti i compiti fondamentali per la vita
per mantenere un rapporto ottimale con l’ambiente, dal
quale traggono le sostanze nutritive e nel quale scaricano
le sostanze di rifiuto, debbono avere dimensioni ridotte
Batteri 1μm (10 -6 m)
Organismi unicellulari
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scanning trasmission electron microscope (microscopio elettronico a scansione e trasmissione)
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Esistono 2 tipi fondamentali di microscopio:
- ottico: sfrutta lenti di vetro e la luce visibile (fascio di fotoni)
per formare un’immagine ingrandita. Ha una risoluzione di circa 0.2 µm che è 1000 volte
quella dell’occhio umano e permette di visualizzare la forma e le dimensioni della cellula
e di alcune sue strutture interne.
- elettronico: usa degli elettromagneti per focalizzare un fascio di elettroni, ma dato che
non possiamo vedere gli elettroni li dirige verso uno schermo fluorescente per creare
un’immagine visibile. Ha una risoluzione di circa 0.2 nm cioè 1 milione di volte maggiore
di quella dell’occhio umano e permette di distinguere i dettagli di numerose strutture
subcellulari.
Nell’ambito della microscopia elettronica sono state messe appunto diverse altre
tecniche come ad esempio la STEM che combinando le caratteristiche di un
microscopio a scansione (SEM) e uno a trasmissione (TEM) ha potere risolutivo
estremamente elevato tale da arrivare a distinguere perfino gli atomi del campione.
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Negli organismi pluricellulari l’insieme delle
cellule
si differenzia specializzandosi nello
svolgimento di particolari funzioni
sono tutte coordinate tra loro
formano livelli di organizzazione superiore
Organismi pluricellulari
cellula→tessuto→organo→apparato→organismo
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in rapporto alla loro funzione le cellule hanno forma molto varia. . .
cubica arrotondata
stellata (astrociti)
concava
(eritrociti)
. . . ed anche dimensioni diverse tra 10 μm a 100 μm
Forma e Dimensioni
prismatica cilindrica
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Cellule soggette a rinnovamento
per tutta la vita dell’individuo vengono
continuamente sostituite da cellule nuove (es.
pelle)
Cellule in espansione
smettono di dividersi quando l’individuo ha
completato la crescita, ma possono riprendere
a dividersi in seguito a ferite o traumi (es.
tessuto muscolare liscio e fegato)
Cellule statiche
perdono la capacità di dividersi (es. cellule
nervose)
Cellule staminali
cellule indifferenziate che mantengono la
capacità di riprodursi per tutta la vita dando luogo
ai diversi tipi di cellule specializzate
In base alla capacità di riprodursi si distinguono:
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Nonostante siano molto diverse tra loro per forma, funzione e
dimensione, le cellule presentano un’organizzazione di base
comune
CITOPLASMA
matrice fluida
DNA
materiale genetico
MEMBRANA PLASMATICA
involucro che le delimita
separando l’ambiente
interno dall’esterno
Struttura
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In relazione al fatto che il materiale genetico sia racchiuso o
meno da un nucleo ben distinto delimitato da una
membrana, le cellule vengono distinte in:
Il DNA è concentrato
in una regione del
citoplasma chiamata
nucleoide
Il DNA è racchiuso in
un nucleo vero
delimitato da una
membrana nucleare
PROCARIOTE EUCARIOTE
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I procarioti
BATTERI ALGHE AZZURRE
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livello di organizzazione cellulare più semplice
dimensioni fino a 2 μm di diametro e 100 μm di lunghezza
organismi unicellulari
granuli di riserva
plasmide
ribosomi citoplasma
ripiegamento membrana
Cromosoma circolare
pili
membrana
parete
capsula
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diversi tipi di forme caratteristiche
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alcuni formano spore, forme protettive o di resistenza in
grado di sopravvivere per lunghi periodi a condizioni
ambientali avverse
si riproducono velocemente (15-45 min.) per scissione
binaria
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sono i più antichi organismi conosciuti (3,5 miliardi di anni
fa)
hanno avuto enorme diffusione grazie alla loro capacità
di adattamento in tutti gli ambienti naturali compresi
quelli caratterizzati da condizioni estreme (assenza di
ossigeno, elevate temperature, elevata salinità)
impossibili ad altre forme di vita
sono estremamente specializzati, perché una volta
adattati al loro ambiente non riescono a vivere in altre
condizioni
alcuni sono patogeni sia per piante che per animali
(uomo compreso)
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dal punto di vista metabolico sono estremamente variabili
Fonte di energia
Autotrofi
capaci di sintetizzare le sostanze
organiche da soli mediante
fotosintesi
chemiosintesi (fonte di energia:
ossidazione di molecole inorganiche)
Eterotrofi
utilizzano sostanze
organiche già elaborate
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Ossigeno
Aerobi
Anaerobi obbligati
Anaerobi facoltativi
Temperatura psicrofili (temperature < 20°C)
mesofili (tra 25°C e 45°C)
termofili (temperatura > 45°C)
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Classificazione
batteri primitivi che vivono in
condizioni estreme (ma che
un tempo dovevano essere
quelle più comuni sulla terra):
vivono nelle sorgenti
termali solfuree acide e calde
vivono in acque salate
molto concentrate (Mar Morto)
riuniscono la maggior parte delle
classi di batteri conosciute di cui
fanno parte specie di grande
utilità per l’uomo (fermentanti; es.
nella produzione di vino e pane),
ma anche specie patogene
ARCHEOBATTERI EUBATTERI
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ALGHE AZZURRE
Sono dette anche cianobatteri o cianoficee,
perché contengono oltre alla clorofilla anche la
ficocianina (pigmento che conferisce il
caretteristico colrore blu-verde)
La parete cellulare è rinforzata da uno strato di
mucillagine che tiene uniti gli individui in colonie
Vivono soprattutto in acque salate o dolci,
spesso ricche di sostanze organiche ed nei
periodi di “fioritura” si accumulano in superficie
creando un problema per l’ecosistema acquatico
Alcune vivono in simbiosi con i funghi formando i
licheni
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VIRUS
Non sono organismi viventi
Sono parassiti endocellulari obbligati capaci
di vivere e riprodursi soltanto all’interno della
cellula ospite
“veleno” termine usato per
la prima volta alla fine del XIX
sec. per indicare particelle
patogene più piccole dei
batteri
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• dimensioni tra 10 – 300 nm (1 nm = 1 milionesimo di millimetro)
• visibili solo al microscopio elettronico
• sono privi di una struttura cellulare vera e propria
ENVELOPE rivestimento lipidico (Herpes
virus e Retrovirus)
DNA o RNA
CAPSIDE involucro proteico
costituito da varie subunità
dette capsomeri
STRUTTURA
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CLASSIFICAZIONE
I virus sono classificati a seconda del tipo di acido nucleico
che contengono
DNA virus RNA virus
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CICLI INFETTIVI
1. Adesione
l’involucro proteico (capside) è specializzato per legarsi a
specifiche glicoproteine di membrana della cellula ospite
2. Penetrazione (esistono 3 modalità)
- endocitosi (il virus penetra completamente nella cellula e
successivamente l’involucro viene digerito dagli enzimi dell’ospite)
- fusione dell’envelope con la membrana della cellula ospite
- iniezione dell’acido nucleico virale (batteriofagi)
3. Svestimento liberazione del DNA / RNA
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4. Replicazione
il materiale genetico del virus si integra con quello della cellula.
Negli RNA virus il materiale genetico, prima di essere introdotto
nella cellula ospite, deve essere trascritto (copiato) in DNA
medianate un enzima contenuto anch’esso nel virus detto trascrittasi
inversa
CICLO LITICO Sintesi dei diversi
componenti virali
Assemblaggio dei
capsomeri (subunità del
capside) e
impacchettamento del
DNA / RNA
Liberazione dei virioni
per lisi della cellula
CICLO LISOGENO
Il DNA virale integrato in
quello dell’ospite rimane
quiescente e solo in
particolari situazioni può dare
origine ad un ciclo litico
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Adesione
Iniezione
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alcune malattie virali
raffreddore
influenza
morbillo
paraotite
herpes (simplex e zoster)
varicella
encefalite
poliomielite
febbre gialla
epatite (A, B, C)
rabbia
febbre emorragica
AIDS
citomegalovirus
rosolia
Malattie acute
Malattie mortali
Malattie al feto