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Plastidi e cloroplasti (Paviglianiti Luca - Riso Francesco)

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Plastidi e cloroplasti (Paviglianiti Luca - Riso Francesco)

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Per mantenere le proprie attività vitali e per sintetizzare le molecole necessarie alla crescita, tutte le cellule hanno bisogno di energia.
L’ energia viene ricavata dal glucosio che, nelle cellule vegetali, viene prodotto nei cloroplasti.

I plastidi sono organuli presenti solo nelle cellule vegetali; ne esistono di vari tipi, ciascuno con una propria funzione:

Cromoplasti: contengono pigmenti rossi, arancioni e/o gialli, perciò, conferiscono il colore ai frutti ed ai fiori e sono sprovvisti di clorofilla

Leucoplasti: sono utilizzati per l’accumulo di amidi e grassi. Non possiedono pigmenti e li si ritrova preferenzialmente nelle radici e nei tessuti non fotosintetici delle piante (non contengono clorofilla)

Cloroplasti: possono variare per dimensione e per forma. Sono circondati da due membrane e possiedono al loro interno ribosomi e una molecola di DNA che contiene le informazioni per produrre RNA. Oltre alla doppia membrana esterna, più “permeabile” per la maggior parte delle molecole, i cloroplasti possiedono una serie di membrane interne, più selettive, che hanno l’aspetto di una pila di sacchetti discoidali. Queste pile, dette grani, si trovano sospese in un liquido detto stroma e sono formate da una serie di sacchetti appiattiti, detti tilacoidi. La funzione principale dei cloroplasti è essere la sede della fotosintesi.

La fotosintesi clorofilliana
La fotosintesi clorofilliana, che avviene nello stoma, è - direttamente o indirettamente - fonte di energia per la maggior parte degli esseri viventi: l’energia luminosa viene catturata dai pigmenti di clorofilla e viene convertita in energia chimica: infatti l'energia della luce, grazie alla clorofilla,  permette di convertire sei molecole di anidride carbonica e sei di acqua in una molecola di glucosio (sostanza organica) e sei molecole di ossigeno. In questo modo  le piante producono sostanze organiche, principalmente carboidrati (glucosio), a partire da sostanze inorganiche (l’anidride carbonica e l’acqua), in presenza di luce solare.
E' dal glucosio che pressoché tutti gli esseri viventi, tramite la respirazione cellulare, ricavano l'energia per le funzioni vitali.

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Altre strutture cellulari costituite da microtubuli sono i centrioli, tipicamente presenti nella maggior parte delle cellule animali (e non in quelle delle piante).
I centrioli hanno struttura cilindrica cava la cui parete è formata da nove triplette di microtubuli.
I centrioli si trovano in coppia e solitamente sono disposti tra di loro a formare un angolo retto.
Svolgono una funzione essenziale durante la mitosi (divisione cellulare), in quanto sono importanti per la formazione del fuso mitotico e per la corretta ripartizione del DNA tra le cellule figlie.

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I VACUOLI (Valenzano Chiara - Vantaggiato Sara)

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I VACUOLI (Valenzano Chiara - Vantaggiato Sara)

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I vacuoli sono degli organuli cellulari presenti nelle cellule vegetali.
Il termine vacuolo deriva dal latino “vacuus” ossia vuoto, per via dell’aspetto con cui si presenta in seguito ad osservazione con il microscopio. In realtà i vacuoli sono delle vescicole delimitate da una membrana fosfolipidica, detta tonoplasto, che lo separa dal resto della cellula, e che racchiude una soluzione acquosa, il succo vacuolare.
Dalla “gioventù” alla “maturità”
Durante le fasi “giovanili” della cellula non esiste un vacuolo, ma sono presenti numerosi pro-vacuoli (vacuoli di piccole dimensioni provenienti dal RE), che con l’accrescimento della cellula si uniranno a formare il vacuolo normale. Una volta che la cellula è adulta i vacuoli arrivano ad occupare anche il 90% del volume cellulare.
Le funzioni
· Funzione di riserva: il vacuolo può contenere carboidrati, grassi e proteine. Esso immagazzina acqua che contribuisce a far aumentare il volume della cellula; il vacuolo, riempiendosi e premendo contro la parete cellulare, contribuisce al "turgore" della cellula ed al sostegno della pianta
· Funzione vessillare: il vacuolo può contenere pigmenti, soprattutto quelli blu-rosa (antocianine) colorati che conferiscono quindi colore per esempio ai petali per attirare insetti impollinatori
· Funzione digestiva: il vacuolo può contenere enzimi litici in grado di scindere (semplificare) grosse molecole (nella cellule vegetali, non provviste di lisosomi, gli enzimi litici sono racchiusi nel vacuolo)
· Funzione di accumulo: il vacuolo accumula i prodotti di scarto.

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Membrana plasmatica

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STRUTTURA e COMPOSIZIONE

Le membrane biologiche presentano tutte una struttura simile e sono chimicamente costituite da:
LIPIDI, PROTEINE e CARBOIDRATI.

Il “modello” utilizzato per descrivere la struttura delle membrane è detto a “MOSAICO FLUIDO”.

I lipidi comprendono:

- fosfolipidi (molecole costituite da una “testa” polare idrofila e due “code” non polari idrofobe); i fosfolipidi si dispongono a “doppio strato” (teste di uno strato rivolte verso il citoplasma e dell’altro strato rivolte verso l’esterno; code di uno strato rivolte verso le code dell’altro strato)

- colesterolo, che conferisce resistenza ed influenza la fluidità delle membrane.

Le proteine possono svolgere molteplici funzioni (tra cui formare “passaggi” o canali nella membrana, regolando l’ingresso e l’uscita di sostanze; possono ricevere segnali chimici dall’ambiente esterno; possono funzionare come enzimi, ecc.); in base alla loro posizione nella membrana si distinguono in:

- proteine integrali, immerse nel doppio strato fosfolipidico (lo attraversano sporgendo all’esterno e/o all’interno)

- proteine periferiche, NON immerse nel doppio strato fosfolipidico (sporgono solo sul lato interno o su quello esterno della membrana)

I carboidrati sono generalmente brevi catene oligosaccaridiche; possono trovarsi associati ai lipidi di membrana (formando glicolipidi) o alle proteine (formando glicoproteine). Spesso la loro funzione è collegata al riconoscimento della cellula da parte di altre.
VIDEO:

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Copy of La membrana plasmatica (tratto da Biologia, 2° ed)

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Parete cellulare (Di Marco Noemi - Angelillo Cristina)

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Parete cellulare (Di Marco Noemi - Angelillo Cristina)

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la parete cellulare delle cellule vegetali è una struttura semirigida esterna alla membrana plasmatica, composta da fibre di cellulosa immerse in proteine e polisaccaridi.

Svolge 3 importanti funzioni:
-fornisce sostegno alla cellula
-barriera contro le infezioni fungine (ad esempio la Candidosi, cioè infezione causata da un fungo del gruppo Candida)
-contribuisce a dare forma alla pianta

Le cellule vegetali, se osservate al microscopio, sembrano isolate una dall'altra, ma in realtà sono collegate dal citoplasma di ogni cellula attraverso i plasmodesmi (canali, di diametro 20-40 nm, rivestiti dalla membrana plastica).

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Cellule eucariote animali e vegetali (confronto)

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Cellule eucariote animali e vegetali (confronto)

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La struttura generale delle cellule eucarioti animali e vegetali è simile, con alcune differenze:
- spesso le cellule vegetali hanno dimensioni maggiori
- solo le cellule vegetali presentano la parete cellulare all'esterno della membrana
- solo le cellule vegetali posseggono i plastidi (tra cui i cloroplasti)
- le cellule vegetali presentano solitamente un grosso vacuolo
- solo le cellule animali presentano i centrioli
- i lisosomi sono presenti solo nelle cellule animali (o comunque sono più tipici di queste ultime)

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Ciglia e flagelli    (Laiolo Federica - Sposito Martina)

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Ciglia e flagelli    (Laiolo Federica - Sposito Martina)

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Sono appendici mobili della cellula. Appartengono alla cellula eucariote.
Sono strutture a forma di frusta, possono sospingere o trascinare la cellula in un ambiente acquoso oppure possono far scorrere il liquido circostante lungo la superficie della cellula.
Sono costituiti da microtubuli, hanno la stessa struttura interna (costituita, semplificando, da 9 coppie di microtubuli intorno più una coppia di microtubuli centrale) ma sono diversi per lunghezza e per tipo di battito.
Le ciglia misurano solo 0,25 µm,  sono più corte dei flagelli e sono presenti in grande quantità.
I flagelli sono lunghi da 100 a 200 µm e di solito si trovano da soli o in coppia.

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I Perossisomi (Valenzano Chiara - Vantaggiato Sara)

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I Perossisomi (Valenzano Chiara - Vantaggiato Sara)

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Sono piccoli organuli con un interno granulare

Hanno una grandezza di circa 0,5/1 micrometri

Sono separati dal citoplasma da una membrana, che non ha solo funzione di barriera, ma contiene anche molte proteine

L’interno contiene speciali enzimi capaci di demolire i perossidi tossici (es. acqua ossigenata), che si formano a seguito di alcune reazioni chimiche cellulari; qui vengono accumulati e disattivati

Elaborano, a seguito dei processi di ossidazione, il perossido di idrogeno (H₂O₂), da cui prendono il nome

Saltuariamente, quasi tutte le cellule eucariotiche, contengono perossisomi.

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RIBOSOMI (Argenta Elisabetta - Ghione Giada)

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RIBOSOMI (Argenta Elisabetta - Ghione Giada)

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Sono delle strutture dove vengono sintetizzate le proteine secondo le direttive degli acidi nucleici.
Cellule procariote -> liberi nel citoplasma. Più piccoli di quelli eucariotici;
Cellule eucariote -> liberi nel citoplasma, fissati sulla superficie del reticolo endoplasmatico, interno dei mitocondri o dei cloroplasti.
Più grandi e ricchi di RNA (rRNA ribosomiale).
Essi vengono assemblati nel nucleo e passano nel citoplasma attraverso i pori nucleari.

I ribosomi hanno il compito  di sintetizzare le proteine in base alle informazioni codificate nel DNA (processo chiamato traduzione).
Un messaggero (l'RNA messaggero) ha il compito di trasferire le informazioni contenute nel DNA (nel nucleo) ai ribosomi (nel citoplasma). Durante la traduzione i ribosomi si legano all'mRNA e costruiscono le proteine leggendo le istruzioni in esso contenute.

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Struttura generale:
- più complessa e grande
- vero e proprio nucleo (delimitato da membrana doppia) che racchiude il DNA
- presenza di vari organuli cellulari delimitati da membrana, con funzioni specifiche
- ribosomi sparsi nel citoplasma e aderenti alla superficie del reticolo endoplasmatico
- no parete nella cell. eucariote animale, si in quella vegetale (cellulosa)
- costituisce sia organismi unicellulari (molti Protisti, certi Funghi), sia pluricellulari (Animali, Piante, molti Funghi)

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Risoluzione = minima distanza che può separare due oggetti (punti) affinchè siano percepiti come distinti
Risoluzione occhio umano: circa 0,2 mm
Microscopio ottico:
- forma immagini ingrandite usando luce visibile
- risoluzione fino a 0,2 µm
- immagini a colori
- possibile osservare materiale vivente
Microscopio elettronico:
- usa un fascio di elettroni anzichè luce visibile
- immagine su schermo, in bianco/nero (eventualmente rielaborate e colorate successivamente al computer)
- risoluzione fino a 0,2 nm
- non possibile osservare materiale vivente
- M.E. a trasmissione (TEM): il fascio di elettroni viene focalizzato sul campione; si formano immagini bianco/nero (più scure le zone che assorbono gli elettroni)
- M.E. a scansione (SEM): si dirigono gli elettroni sulla superficie del campione, che emette altri elettroni rilevati dallo schermo (immagine 3D)

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Perchè le cellule sono piccole - Dimensioni delle cellule

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Perchè le cellule sono piccole - Dimensioni delle cellule

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Le dimensioni delle cellule sono limitate per...
- mantenere un adeguato rapporto superficie/volume: se aumentano le dimensioni, aumentano sia la superficie, sia il volume, ma il volume aumenta più rapidamente (quindi il rapporto superficie/volume diminuisce). La cellula deve avere una superficie (per scambiare sostanze con l'esterno) adeguata al volume (che determina l'attività chimica)
- permettere la distribuzione delle sostanze tra le varie parti della cellula ed il controllo delle attività cellulari da parte del nucleo

Dimensioni medie:
Cellule procariotiche: alcuni µm (da meno di 1 µm a 10 µm)
Cellule eucariotiche: alcune decine di µm (10-50 µm)

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Citoscheletro (Rota Vittoria - Mahfoudh Sabrina)

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Citoscheletro (Rota Vittoria - Mahfoudh Sabrina)

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Il citoscheletro è formato da tre tipi di fibre.

I microfilamenti → Possiedono un diametro minore, circa di 7nm, e possono essere lunghi molti micrometri; inoltre hanno la possibilità di rimanere filamenti singoli, di radunarsi in fasce o di organizzarsi in rete. Sono polimeri costituiti da molecole di una proteina globulare (actina) che svolge numerose funzioni soprattutto nelle cellule animali. Ad esempio la contrazione delle cellule muscolari che dipende dall’interazione tra i filamenti di actina e della miosina, ovvero un’altra proteina detta motrice. Le funzioni principali dei microfilamenti sono due:

1.  Contribuire al movimento di tutta la cellula o di alcune parti

2.  Determinare e mantenere la forma della cellula attraverso la formazione di un reticolo sotto la membrana plasmatica

I filamenti intermedi → Sono composti da proteine fibrose organizzate in robuste strutture a forma di fune dal diametro di 8-12 nm. Svolgono due importanti funzioni strutturali:

1.  Stabilizzano la forma della cellula e la posizione dei vari organuli nella cellula.

2.  Aiutano a tenere unite delle cellule vicine.

I microtuboli → Sono cilindri cavi, del diametro di 25 nm e lunghi svariati micron, costituiti da molte molecole della proteina tubulina. Hanno la possibilità di allungarsi o accorciarsi in seguito all’aggiunta o alla perdita di subunità di tubulina facendo così spostare i cromosomi durante la divisione cellulare. Hanno la funzione di:

1.  Aiutare il movimento delle vescicole nel citoplasma, fungendo da "binari".

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Lisosomi (Massa Alessia - Lamattina Giorgia)

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Lisosomi (Massa Alessia - Lamattina Giorgia)

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I Lisosomi sono un altro componente del sistema di membrane, e si trovano tipicamente nelle cellule di tipo eucariote animale.
La parola “Lisosoma” deriva dal Greco e significa: “Struttura in grado di demolire”.
Essi, infatti, sono vescicole del diametro di 1μm, circondati da una membrana e contengono enzimi litici (digestivi).  Una cellula può contenere dozzine di lisosomi a seconda delle proprie necessità.

La formazione dei Lisosomi avviene ad opera del Reticolo Endoplasmatico e dell’apparato di Golgi; infatti gli enzimi dei lisosomi sono prodotti dal reticolo endoplasmatico, passano all'apparato di Golgi dove vengono rifiniti e racchiusi in vescicole che si staccano dal Golgi (i lisosomi).

Gli enzimi digestivi, così racchiusi in uno specifico compartimento, vengono mantenuti isolati dal resto del citoplasma (che così non viene digerito).

Nei Lisosomi le macromolecole (proteine, polisaccaridi, lipidi e acidi nucleici) vengono idrolizzate (semplificate) nei rispettivi monomeri. Queste reazioni sono facilitate dall’acidità presente all’interno del lisosoma , dove il pH è più basso che nel citoplasma.
I materiali su cui i lisosomi agiscono possono essere sostanze provenienti dall’esterno che sono entrate nella cellula attraverso un processo chiamato Fagocitosi. Durante questo processo nella membrana citoplasmatica si forma un’introflessione che circonda le sostanze nutritive provenienti dall’esterno. Essa diventa una piccola vescicola detta “vacuolo alimentare”, che si sposta nel citoplasma fino a raggiungere un Lisosoma: qui la vescicola e il lisosoma si fondono formando un lisosoma secondario, all’interno del quale avviene la digestione. I prodotti della digestione restano alla cellula; il lisosoma secondario si sposta verso la membrana citoplasmatica, si fonde con essa e libera il contenuto non digerito. Il processo qui descritto rappresenta anche un' importante modalità di nutrizione per gli organismi unicellulari.

Nelle cellule degli organismi pluricellulari, gli stessi eventi non sono tanto finalizzati alla nutrizione, ma piuttosto alla difesa: un’importante funzione dei lisosomi è quella di distruggere i batteri nocivi (per tale ragione le cellule dei globuli bianchi contengono molti lisosomi)

I lisosomi sono anche il luogo in cui la cellula digerisce i propri materiali per autofagia (organuli vecchi o danneggiato vengono digeriti ed eliminati, per costruirne dei nuovi).

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Mitocondri (Zanutto Erica - Valente Rachele)

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Mitocondri (Zanutto Erica - Valente Rachele)

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Il mitocondrio è costituito da due membrane indipendenti e altamente specializzate.

Tra le due membrane si viene a creare uno spazio, denominato spazio intermembrana.

La membrana esterna è di forma regolare ed è quella che delimita il perimetro del mitocondrio, la membrana interna è invece di forma irregolare e presenta numerose pieghe e introflessioni tubulari chiamate creste, le quali aumentano la superficie della membrana.

La membrana interna racchiude la matrice mitocondriale, la quale è formata da una soluzione densa e ricca di molecole.

Nella matrice sono contenuti gli enzimi coinvolti nei processi metabolici del mitocondrio e i loro substrati energetici, le molecole di DNA mitocondriale, i ribosomi, e granuli contenenti ioni calcio o altre molecole.

Funzioni

Nei mitocondri avvengono le fasi finali del processo di degradazione del glucosio per ricavarne energia (RESPIRAZIONE CELLULARE).

Il glucosio (C₆H₁₂O₆), reagendo con l’ossigeno (O₂), viene demolito formando anidride carbonica (CO₂) e acqua (H₂O); durante questo processo viene liberata l’energia contenuta nei legami del glucosio e viene usata per produrre molecole di ATP (Adenosintrifosfato), partendo da ADP (Adenosindifosfato) a cui viene aggiunto un terzo fosfato.

L’ATP verrà usato per tutti i processi cellulari che richiedono energia.

Per questo motivo i mitocondri sono considerati le centrali energetiche della cellula.

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Apparato di Golgi (Gallo Giorgia - Panepinto Sara)

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Apparato di Golgi (Gallo Giorgia - Panepinto Sara)

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Struttura e funzioni

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Reticolo Endoplasmatico (Addonisio Silvia - Bortolomai Ilaria)

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Reticolo Endoplasmatico (Addonisio Silvia - Bortolomai Ilaria)

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E' un insieme di cavità (vescicole, tubuli, cisterne) che si estende nel citoplasma; l'interno delle cavità è detto "lume". Le cavità sono delimitate da membrane e connesse tra loro. Presenta punti di contatto con la membrana del nucleo.
Reticolo Endoplasmatico Ruvido (RER):

- Definito "ruvido" perché sulla sua superfice è costellato di ribosomi;
- sintetizza membrane;

- sintetizza proteine DI SECREZIONE (destinate a fuoriuscire dalla cellula);

- sintetizza proteine destinate ad altri organuli della cellula;

- all'interno del reticolo le proteine vengono ripiegate nella loro struttura terziaria
- all’interno del reticolo le proteine possono anche subire cambiamenti chimici che ne modificano la funzione e la destinazione finale (esempio: aggiunta alla proteina di un carboidrato che servirà, come fosse una sorta di "etichetta", ad indirizzare la proteina alla sua giusta destinazione).

Reticolo Endoplasmatico Liscio (REL):
(prevale la struttura a tubuli)

- Non è costellato di ribosomi in superficie;

- è la sede della sintesi dei lipidi;

- è il responsabile delle trasformazioni chimiche necessarie a eliminare sostanze tossiche, farmaci, ecc.;

- nelle cellule animali è la sede in cui viene idrolizzato (demolito) il glicogeno (polisaccaride di riserva) per formare glucosio (monosaccaride) quando serve;

- ha il compito di immagazzinare ioni calcio (Ca²⁺) necessari per la contrazione nel tessuto muscolare.

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FUNZIONI:

Controllo genetico dell’attività cellulare (contiene il DNA)

Duplicazione del DNA

Contiene il nucleolo, nel quale ha inizio il montaggio dei ribosomi a partire dall’ RNA e da specifiche proteine.

STRUTTURA

Il nucleo ha un diametro di 5 µm.

Il nucleo è avvolto da una doppia membrana che costituisce l’involucro nucleare.

Le due membrane dell’involucro sono separate da uno spazio di 10-20nm e sono perforate da 3500 pori nucleari del diametro di 9nm.

In certi punti, la membrana esterna dell’involucro nucleare forma delle anse che si protendono nel citoplasma ed è in continuità con la membrana di un altro organulo, il reticolo endoplasmatico.

All’interno del nucleo sono presenti diverse molecole di DNA, in numero caratteristico a seconda della specie. Le molecole di DNA hanno forma lineare e sono associate a proteine con cui formano un complesso fibroso, composto da fili estremamente lunghi e sottili, detto cromatina. Poco prima della divisione cellulare la cromatina si addensa in strutture compatte e facilmente visibili detti cromosomi.

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Struttura generale:
- membrana plasmatica
- citoplasma
- nucleoide con DNA sotto forma di unica molecola circolare ("ad anello"); quindi non vero e proprio nucleo (DNA non separato da citoplasma)
- plasmidi: piccoli filamenti circolari di DNA, nel citoplasma
- ribosomi (per sintesi proteica) sparsi nel citoplasma
- no organuli cellulari delimitati da membrana
- parete all'esterno della membrana (composizione diversa dalla parete cell. vegetale); eventuale capsula all'esterno della parete
- molti procarioti presentano flagelli (movimento) e/o pili (adesione)
- zone della membrana svolgono funzioni come respirazione cellulare o, nei cianobatteri, la fotosintesi (la membrana è ripiegata all'interno)
- organismi unicellulari (Archèi e Batteri, compresi Cianobatteri)