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Struttura e funzioni della cellula
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Riferimenti • Books and others
• Biological Physics (updated 1st ed.), Philip Nelson, Chap. 2
• Physical Biology of the Cell, Phillips et al., Chap. 2
• Movies
• Exercise
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Dimensioni mondo (sub)cellulare
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Cellula unità fondamentale degli organismi viventi evoluti (~1020 in ognuno di noi)
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Evoluzione cellulare
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Struttura di batterio (procariote)
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• Capsula: rivestimento esterno
• Parete cellulare: rivestimento intermedio (più rigido della capsula)
• Membrana cellulare: strato interno sottile e fluido
• Citoplasma: contiene gli organi interni
• Nucleoide: singolo filamento di DNA
• Pili: permettono adesione agli oggetti esterni
• Flagelli: permettono il movimento (nuoto)
• Ribosomi: assemblaggio proteine
Più piccole e semplici delle cellule eucariote (1-100 micron)
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“Stile di vita” procariote
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• unicellulari: solitari
• colonie: formano biofilm
• filamentosi: catene di cellule
Nutrizione
• Fotosintesi
• Patogeni: si nutrono di altri organismi viventi
• Decompositori: si nutrono di materia morta
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Struttura di una cellula eucariote
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• Organelli
• Cromosomi
• Multicellulari
Struttura di una cellula eucariote
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Membrana cellulare “pelle” delicata e flessibile
contenente fosfolipidi e proteine
Struttura di una cellula eucariote
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Nucleo
Comparto delimitato da membrana che contiene il materiale genetico (DNA)
ed è provvisto di pori
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Nucleolo
• Situato nel nucleo
• Sito sintesi RNA ribosomiale (rRNA)
• Composto da DNA, rRNA e proteine
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Mitocondri • Sorgenti di energia cellulari
• Numero proporzionale al fabbisogno energetico
cellulare
Struttura di una cellula eucariote
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Reticolo endoplasmatico
• Liscio: sede sintesi lipidi e carboidrati
• Ruvido o rugoso: una delle sedi sintesi proteica, contiene ribosomi
ancorati alla sua membrana
Struttura di una cellula eucariote
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Ribosomi • Assemblano proteine a partire
da amminoacidi
• Si trovano sia nel reticolo endoplasmatico sia nel
citoplasma
Struttura di una cellula eucariote
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Apparato del Golgi • Processa i prodotti che arrivano
dal reticolo endoplasmatico all’interno di cisterne
• lndirizza i prodotti ai vari apparati cellulari
Struttura di una cellula eucariote
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Lisozimi • Cisterne contenenti enzimi digestivi
• Digerisce nutrienti assorbiti dalla cellula
• Digerisce componenti cellulari malfunzionanti o esauste
Struttura di una cellula eucariote
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Centrioli • Coppie di tubi annodati fra loro
• Organizzano e assistono la divisione cellulare
Struttura di una cellula eucariote
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Citoscheletro
• Fatti da microtubuli
• Fitta rete attraversa il citoplasma
• Mantiene la forma cellulare e sostiene gli organelli
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Parete cellulare
• Molto resistente (cellulosa)
• Incollata alle pareti cellulari delle cellule
adiacenti
Cellula eucariote vegetale
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Vacuoli • Grandi cisterne contenenti
acqua
• Contribuisce a mantenere pressione cellulare
• Siti stoccaggio amidi
Cellula eucariote vegetale
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Cloroplasti • Contengono clorofilla
• Convertono energia solare in energia chimica tramite
fotosintesi
Cellula eucariote vegetale
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Anatomia cellulare Componente Funzione Procarioti Eucarioti
Capsula Protezione contro agenti esterni
(associata a patogenicità) Si No
Parete cellulare Preservare composizione, forma, e struttura interna Si
Si nelle cellule vegetali e nei funghi, non in cellule animali
Membrana cellulare Controllo flusso sostanze Si Si
Organelli Funzioni varie No Si
Nucleo (organello) Contiene materiale genetico No Si Mitocondri/Cloroplasti
Produzione e stoccaggio molecole energetiche No
Si, clorosplasti solo in cellule vegetali
Ribosomi Assemblaggio proteine Si Si
Cromosomi Stoccaggio DNA (replicazione) No Si Nucllide
(singolo filamento) Stoccaggio DNA Si No
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Anatomia cellulare • Cellule eucariote in generale più grandi e diversificate per geometria e
grandezza.
• Architettura cellulare qualitativamente conservata nei diversi tipi di cellule.
• Insieme di funzioni basilari comuni a tutti i tipi di cellule.
• Differenti tipi cellulari negli organismi più complessi (multicellulari):
– Funzioni specialistiche in aggiunta alle funzioni basilari
– Cellule organizzate per lavorare in maniera cooperativa nei tessuti
– Tessuti danno vita a organi
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Alcune cellule nel corpo umano…
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Fisiologia cellulare Fisiologia: insieme di aspetti fisici delle funzioni e strutture
cellulari. – Trasduzione di energia chimica o radiazione in energia meccanica o in
sintesi (metabolismo).
– Creazione e alterazione propria struttura interna e mattoni fondamentali (proteine, lipidi, ecc.).
– Replicazione (mitosi, meiosi).
– Mantenimento composizione interna e concentrazioni ioniche (diffusione passiva, attiva, ecc.).
– Motilità.
– Percezione (sensing): controllo, nutrizione, difesa, attacco, riconoscimento molecole di segnale, controllo allosterico, apoptosi, ecc.
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