2.1 - Come è fatta la cellula

I fondamentali in sintesiCome è fatta la cellula

Biologia

INIZIA

La cellula procarioteLa cellula eucarioteLe membrane cellulari

Che cosa devo sapere prima

La teoria cellulareLe biomolecoleIl DNA e l'RNA

Che cosa imparerò

INDICE

Nelle cellule il materiale genetico è costituito dall'acido desossiribonucleico (DNA). Si tratta della molecola che codifica l'informazione ereditaria e la trasmette di generazione in generazione. Con l'aiuto dell'acido ribonucleico (RNA), l'informazione genetica guida la sintesi delle proteine in modo che la sequenza di amminoacidi di ciascuna catena polipeptidica venga costruita correttamente.

Nella sua forma moderna la teoria cellulare afferma che:

• Le cellule sono le unità strutturali e funzionali comuni a tutti gli organismi viventi;
• Tutte le cellule hanno origine da cellule preesistenti;
• Le cellule sono simili per composizione e ospitano molte delle reazioni chimiche del mondo vivente;
• Tutte le cellule sono delimitate dalla membrana plasmatica, un involucro che seleziona le sostanze che escono ed entrano nella cellula;
• L'ambiente interno alla membrana è costituito da una miscela di acqua e altre sostanze detta citoplasma.
• Tutte le cellule posseggono un proprio materiale genetico che contiene le informazioni ereditarie necessarie alle cellule per svilupparsi, accrescere e riprodursi.
• Le dimensioni della cellula mantengono un adeguato rapporto tra superficie e volume.

Le biomolecole, presenti solo nel mondo vivente, sono composti organici costituiti da catene di atomi di carbonio di lunghezza e di forma variabili. Queste sono:

• I carboidrati o zuccheri. Si tratta di un gruppo molto eterogeneo di composti che comprende soprattutto atomi di carbonio legati ad atomi di ossigeno, idrogeno e gruppi ossidrile. Costituiscono una fonte di energia, forniscono la base per costruire nuove molecole e sono utilizzati come materiale di sostegno e di rivestimento cellulare.

• I lipidi hanno diverse funzioni. Grassi e oli immagazzinano energia o servono da isolanti. i fosfolipidi svolgono importanti funzioni strutturali nelle membrane cellulari, i carotenoidi servono alle piante per catturare energia mentre gli steroidi o acidi grassi servono a regolare quantità di ormoni e vitamine.

• A seconda della loro struttura, le proteine svolgono funzioni di sostegno meccanico, di protezione, di trasporto, catalitiche, difensive, di regolazione e di movimento.

• Gli acidi nucleici sono polimeri specializzati nel custodire, trasmettere e utilizzare l'informazione genetica. Ne esistono di due tipi: il DNA e l'RNA.

Indice

La cellula procariotE

LE MembranE cellularI

La cellula eucariotE

Struttura

Struttura

La cellula animale

La cellula vegetale

Struttura

Funzione

Joseph Carr/Shutterstock

La cellula procariote possiede una struttura di base comune: una membrana che racchiude il citoplasma, all’interno del quale si trova il nucleoide.Le cellule procariote sono caratteristiche degli archei e dei batteri.

La cellula procariote

Nel nucleoide si trova il DNA sotto forma di un'unica molecola circolare.

I ribosomi sono aggregati di RNA e proteine del diametro di 25 nm. È qui che avviene la sintesi proteica.

Numerosi procarioti sono in grado di nuotare utilizzando appendici chiamate flagelli costituiti da proteine capaci di contrarsi. Il flagello ha l'aspetto di un piccolo cavatappi che ruota sul proprio asse come un'elica, spingendo avanti la cellula.

Nel corso dell’evoluzione, alcuni procarioti hanno sviluppato strutture specializzate come la capsula o un sistema di membrane interne ripiegate su se stesse. Formata da polisaccaridi, la capsula serve a proteggere i batteri dagli attacchi del sistema immunitario degli organismi infettati. Alcuni gruppi di batteri, chiamati cianobatteri, sono in grado di svolgere la fotosintesi attraverso un sistema di membrane interno che contiene le molecole responsabili del processo.

Il citoplasma è formato da citosol, la parte più fluida composta da ioni, micro e macromolecole solubili, e da particelle insolubili.

I pili, presenti solo in alcuni tipi di procarioti, servono al batterio per aderire ad un altro durante gli scambi di materiale genetico, oppure favoriscono l'adesione dei batteri alle cellule animali da cui ricavano protezione e cibo.

La membrana plasmatica è formata da un doppio strato di molecole di fosfolipidi che permette alla cellula di mantenere costanti le caratteristiche interne agendo anche da barriera semipermeabile;

In quale struttura si trova il DNA delle cellule procariote?

Ribosomi

Citosol

Nucleoide

STOP! Scegli la risposta corretta:

SBAGLIATO Nei ribosomi avviene la sintesi proteica: le informazioni provenienti dal DNA sono usate per assemblare gli amminoacidi e formare polipeptidi.

SBAGLIATO Il citosol è la parte fluida del citoplasma ed è composto da acqua, ioni, micromolecole e macromolecole come alcune proteine.

ESATTO! Il nucleoide contiene il DNA sotto forma di un'unica molecola circolare. Il DNA fornisce tutte le informazioni per costruire le proteine dell'organismo.

La cellula eucariote

La cellula eucariote è delimitata dalla membrana plasmatica e contiene citoplasma, ribosomi e DNA. Sono presenti compartimenti interni chiamati organuli, ognuno dei quali svolge una funzione specifica.La cellula eucariote è tipica di protisti, vegetali, funghi e animali.

eranicle/Shutterstock

.

La struttura

Il nucleo è la sede del controllo genetico dell'attività cellulare: qui avviene la duplicazione del DNA. Contiene una zona, il nuceolo, dove ha inizio il montaggio dei ribosomi a partire dall'RNA e da specifiche proteine.

La struttura

I ribosomi sono composti dall'RNA ribosomiale (rRNA) e hanno il compito di sintetizzare le proteine in base alle informazioni codificate nel DNA.Questo processo prende il nome di traduzione.

nobeastsofierce/Shutterstock

La traduzione operata dai ribosomi è possibile grazie a un messaggero che trasporta l'informazione dal nucleo (dove si trova il DNA) al citoplasma, dove si trovano i ribosomi. L'RNA messaggero, o mRNA, ha il compito di trasferire l'informazione contenuta nel DNA. Durante la traduzione, i ribosomi si legano all'mRNA e costruiscono le proteine leggendo le istruzione in esso contenute.

La struttura

In tutte le cellule eucariote sono presenti:

Il reticolo endoplasmatico: liscio e ruvido

L'apparato di Golgi

I mitocondri

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Inserire il video: i mitocondri Id kaltura: 1_m45humuo Link: http://www.kaltura.com/index.php/extwidget/preview/partner_id/362071/uiconf_id/8603321/entry_id/1_m45humuo/embed/auto?&flashvars[streamerType]=auto

Inserire il video "L'apparato di Golgi" Id Kaltura: 1_22654b2e Link: http://www.kaltura.com/index.php/extwidget/preview/partner_id/362071/uiconf_id/8603321/entry_id/1_22654b2e/embed/auto?&flashvars[streamerType]=auto

La struttura

Il citoplasma contiene una serie di fibre lunghe e sottili che costituiscono il citoscheletro.Mantiene la forma della cellula ed è alla base del suo movimento.

...vengono impacchettate e smistate le proteine?

...viene prodotta energia?

...avviene la sintesi proteica?

STOP! In quale organulo cellulare...

Nell'apparato di Golgi

Nei mitocondri

Nel reticolo endoplasmatico ruvido

La cellula animale

Nelle cellule animali troviamo i lisosomi dove avviene la degradazione delle sostanze nutritive o dei corpi estranei assunti dalla cellula e i centrioli coinvolti nella divisione cellulare.

Nelle cellule vegetali troviamo i cloroplasti che trasformano l'energia solare in zuccheri attraverso la fotosintesi e la parete cellulare che ne sostiene la struttura.

La cellula vegetale

In quali cellule troviamo sia i lisosomi che i mitocondri?

Solo nelle cellule animali

Solo nelle cellule vegetali

STOP! Scegli la risposta corretta:

I lisosomi nelle cellule vegetali e i mitocondri in quelle animali

SBAGLIATO Nelle cellule vegetali troviamo cloroplasti e parete cellulare. .

ESATTO! I lisosomi sono presenti solo nelle cellule animali mentre i mitocondri in entrambe le cellule.

SBAGLIATO I lisosomi sono presenti solo nelle cellule animali.

Le cellule sono delimitate da membrane costituite da lipidi, proteine e carboidrati. I componenti principali sono i fosfolipidi organizzati a formare un doppio strato fosfolipidico chiamato «modello a mosaico fluido».

Le membrane cellulari

Designua/Shutterstock

Le membrane permettono alle cellule di interagire tra loro e regolano gli scambi di materia con l'ambiente.

• I lipidi costituiscono la parte idrofobica e conferiscono stabilità e fluidità alla membrana.
• Le proteine di membrana svolgono diverse funzioni tra cui spostare materiali dentro e fuori la cellula e captare segnali chimici dall'ambiente.
• I carboidrati permettono il riconoscimento e l'adesione cellulare.

Le membrane cellulari

Questo breve video ti mostra come è composta la membrana plasmatica e le sue principali funzioni.

Le membrane cellulari

Permettono il passaggio di materiali

Permettono l'adesione cellulare

STOP! Scegli la risposta corretta:

Producono energia

Le proteine di membrana...

SBAGLIATO Sono i mitocondri gli organuli deputati alla produzione di energia.

SBAGLIATO Sono i carboidrati presenti sulla membrana cellulare a essere siti di riconoscimento per altre cellule o molecole.

ESATTO! Le proteine presenti sulla membrana permettono il passaggio di materiali attraverso la parete cellulare.

La differenza tra cellula procariote ed eucariote e le loro caratteristicheLe differenze tra le cellule vegetali e animaliLa struttura e le funzioni delle membrane biologiche

Che cosa ho imparato

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