cell

1. LaLa
CELLULACELLULA
Prof. Enrico Castello

2. CELLULA si riproduce
scambia materia
ed energia
con l’ambiente
si autoregolasi autoregola
si può evolvere
La cellula : unità fondamentale della vitaLa cellula : unità fondamentale della vita
Tutti gli esseri viventi sono costituiti da una o più cellule: è la cellula la più
piccola porzione organizzata di materia che possiede le caratteristiche della
vita.

3. Le cellule…Le cellule…
… sono le unitsono le unitàà costitutive delle piantecostitutive delle piante
e degli animalie degli animali
… sono prodotte dalla suddivisione di preesistentisono prodotte dalla suddivisione di preesistenti
cellulecellule
… sono le pisono le piùù piccole unitpiccole unitàà che svolgono tutte leche svolgono tutte le
funzioni fisiologiche vitalifunzioni fisiologiche vitali
… mantengono la propria omeostasimantengono la propria omeostasi
La tendenza dei sistemi
fisiologici a
stabilizzare le

4. parete cellulare
ribosomi
citoplasma
regione nucleare
membrana cellulare
La cellula procariota è organizzata
per garantire la sopravvivenza di
organismi molto semplici, con
minime richieste energetiche, e non
risulta specializzata nel compiere
funzioni particolari.
Tutto il volume cellulare è occupato
da un liquido di consistenza
gelatinosa (il citoplasma), in cui
sono immersi tuti i costituenti
chimici della cellula, e dei piccoli
organuli (ribosomi), deputati alla
sintesi delle proteine.
Il materiale genetico (DNA) si trova
fluttuante nel citoplama, in una
regione priva di una membrana che
la delimiti (non esiste un nucleo vero
e proprio).
Esiste invece una struttura rigida di
protezione e di contenimento, la
parete cellulare, che la separa
dall’ambiente esterno.
La cellula procariotaLa cellula procariota

5. membrana
cellulare
nucleo
citoplasma
membrana nucleare
mitocondri
La cellula eucariota è un tipo di
cellula molto più voluminosa e
complessa della cellula procariota.
Al suo interno lo spazio è
organizzato in settori cui compete
una certa funzione in modo da
assicurarne la sopravvivenza e la
riproduzione.
Le diverse regioni all’interno della
cellula sono delimitate da
membrane interne. In particolare ,
una membrana (membrana
nucleare) delimita il nucleo, in cui
si trova il materiale genetico (DNA)
che presiede al controllo di tutte le
attività della cellula stessa.
La cellula eucariota possiede inoltre
numerosi organuli, in alcuni dei
quali hanno luogo i processi
metabolici fondamentali : nei
ribosomi, ad es.,avviene la sintesi
delle proteine; i mitocondri sono la
sede della respirazione cellulare
La cellula eucariotaLa cellula eucariota
Reticolo endoplasmatico
con ribosomi

6. ESISTONO DUE TIPI FONDAMENTALI DIESISTONO DUE TIPI FONDAMENTALI DI
ORGANIZZAZIONE CELLULAREORGANIZZAZIONE CELLULARE
CELLULA PROCARIOTE CELLULA EUCARIOTE
DimensioniDimensioni
Involucro nucleareInvolucro nucleare
Parete cellulareParete cellulare
Organelli cellulari delimitati da membranaOrganelli cellulari delimitati da membrana
VacuoliVacuoli
RibosomiRibosomi
CitoscheletroCitoscheletro
Mitosi con cromosomi e fusoMitosi con cromosomi e fuso
Riproduzione sessuataRiproduzione sessuata
0.2 – 2 µm
--

--
--

--
--
--
5 – 50 µm

/-







7. LE CELLULE PROCARIOTI SONO MOLTO PIU’ PICCOLE DELLELE CELLULE PROCARIOTI SONO MOLTO PIU’ PICCOLE DELLE
CELLULE EUCARIOTICELLULE EUCARIOTI

9. Zoom sulla punta di
uno spilloX 50

10. X 1250

11. X 6000

12. X 30 000

13. SOLO CON L’AVVENTO DELLA MICROSCOPIA ELETTRONICA,SOLO CON L’AVVENTO DELLA MICROSCOPIA ELETTRONICA,
NEGLI ANNI ’50 DEL SECOLO SCORSO, E’ STATO POSSIBILENEGLI ANNI ’50 DEL SECOLO SCORSO, E’ STATO POSSIBILE
INDAGARE LA STRUTTURA DELLA CELLULA PROCARIOTEINDAGARE LA STRUTTURA DELLA CELLULA PROCARIOTE

14. STRUTTURA DELLA CELLULA PROCARIOTESTRUTTURA DELLA CELLULA PROCARIOTE

15. NEI PROCARIOTI IL DNA E’ A DIRETTO CONTATTO CON ILNEI PROCARIOTI IL DNA E’ A DIRETTO CONTATTO CON IL
CITOPLASMA ED IL CITOPLASMA E’ PRIVO DI ORGANELLICITOPLASMA ED IL CITOPLASMA E’ PRIVO DI ORGANELLI
DELIMITATI DA MEMBRANADELIMITATI DA MEMBRANA

16. Alcuni batteri si possono incapsulare formando sporeAlcuni batteri si possono incapsulare formando spore
Questi batteri risultano i più virulenti, in quanto si difendono con
maggior efficacia.
Questa capsula può servire anche per difendersi da improvvisi
cambiamenti di temperatura (a troppo freddo o a troppo caldo)
permettendo così al batterio di entrare in una fase di stasi finché le
condizioni climatiche non tornano ottimali per lo svolgimento
delle funzioni vitali e la riproduzione.
Batteri con capsula

17. I PROCARIOTI POSSONO ESSERE CLASSIFICATI SULLAI PROCARIOTI POSSONO ESSERE CLASSIFICATI SULLA
BASE DELLA MORFOLOGIABASE DELLA MORFOLOGIA
COCCHICOCCHI BACILLIBACILLI SPIRILLISPIRILLI

18. LE CELLULE BATTERICHE POSSONO ASSOCIARSI ALE CELLULE BATTERICHE POSSONO ASSOCIARSI A
FORMARE CATENELLE O AGGLOMERATI DI ALTRO TIPOFORMARE CATENELLE O AGGLOMERATI DI ALTRO TIPO

20. I BATTERI SONO CLASSIFICATI SULLA BASE DELLAI BATTERI SONO CLASSIFICATI SULLA BASE DELLA
RISPOSTA ALLA COLORAZIONE DI GRAMRISPOSTA ALLA COLORAZIONE DI GRAM
Gram +
Gram -

21. DIVERSI BATTERI UTILIZZANO FLAGELLI PER MUOVERSIDIVERSI BATTERI UTILIZZANO FLAGELLI PER MUOVERSI

22. ALCUNI BATTERI HANNO CAPACITA’ FOTOSINTETICHEALCUNI BATTERI HANNO CAPACITA’ FOTOSINTETICHE
L’apparato fotosintetico è situato in membrane interne che derivano daL’apparato fotosintetico è situato in membrane interne che derivano da
invaginazioni multiple del plasmalemma.invaginazioni multiple del plasmalemma.

24. I batteri fotosintetici utilizzano l’energia
luminosa per produrre energia chimica utile per i processi vitali.
Batteri Fotosintetici
Batteri fotosinteticiBatteri fotosintetici

25. I BATTERI POSSONO ESSERE CLASSIFICATI SULLA BASE DELI BATTERI POSSONO ESSERE CLASSIFICATI SULLA BASE DEL
LORO METABOLISMOLORO METABOLISMO

26. I batteri chemiosintetici utilizzano i composti inorganici per
soddisfare il loro fabbisogno eneregetrico e sintetizzare i
propri costituenti, cellulari la differenza dalla fotosintesi è
che la chemiosintesi può avvenire anche in assenza di luce.
Batteri chemiosinteticiBatteri chemiosintetici
batteri spirilliformi,
attivi nella biochimica dello zolfo.

27. • I batteri eterotrofiI batteri eterotrofi, come gli animali, sono organismi che, come gli animali, sono organismi che
possono solamente metabolizzare composti gipossono solamente metabolizzare composti giàà sintetizzati dasintetizzati da
altri organismi.altri organismi.
• La maggior parte dei batteri appartiene a questo gruppo.La maggior parte dei batteri appartiene a questo gruppo.
• Si può compiere un successivo raggruppamento dividendo inSi può compiere un successivo raggruppamento dividendo in
questo gruppo i batteri saprofiti da quelli parassiti.questo gruppo i batteri saprofiti da quelli parassiti.
• I batteri saprofitiI batteri saprofiti ottengono il cibo dalla materia vegetaleottengono il cibo dalla materia vegetale
e animale in via di decomposizione.e animale in via di decomposizione.
• I batteri parassitiI batteri parassiti invece utilizzano il metabolismo di altriinvece utilizzano il metabolismo di altri
animali per poi procurarsi il cibo (batteri interni) senza peròanimali per poi procurarsi il cibo (batteri interni) senza però
arrecare sempre dei danni evidenti.arrecare sempre dei danni evidenti.
Batteri eterotrofiBatteri eterotrofi

28. QUALE TIPO DI METABOLISMO POSSEDEVANO I PRIMIQUALE TIPO DI METABOLISMO POSSEDEVANO I PRIMI
PROCARIOTI?PROCARIOTI?
SECONDO I SOSTENITORI DELLA TEORIA DEL “BRODOSECONDO I SOSTENITORI DELLA TEORIA DEL “BRODO
PRIMORDIALE” LE PRIME CELLULE DOVEVANO ESSERE ETEROTROFEPRIMORDIALE” LE PRIME CELLULE DOVEVANO ESSERE ETEROTROFE
E CAPACI DI NUTRIRSI A SPESE DELL’ABBONDANTE MATERIAE CAPACI DI NUTRIRSI A SPESE DELL’ABBONDANTE MATERIA
ORGANICA IN SOLUZIONE.ORGANICA IN SOLUZIONE.

30. MOLTI DEI PROCESSI METABOLICI DEI BATTERIMOLTI DEI PROCESSI METABOLICI DEI BATTERI
SONO FONDAMENTALI PER LA VITA SULLA TERRASONO FONDAMENTALI PER LA VITA SULLA TERRA
Es.: ciclo dell’azoto

31. BATTERI AZOTO-FISSATORI VIVONO IN SIMBIOSI ALL’INTERNOBATTERI AZOTO-FISSATORI VIVONO IN SIMBIOSI ALL’INTERNO
DEI NODULI RADICALI DELLE LEGUMINOSEDEI NODULI RADICALI DELLE LEGUMINOSE

33. ALTRI PROCESSI METABOLICI BATTERICI IMPORTANTIALTRI PROCESSI METABOLICI BATTERICI IMPORTANTI
PER L’UOMOPER L’UOMO
 Trasformazione dello zucchero ad alcoolTrasformazione dello zucchero ad alcool (fermentazione(fermentazione
alcoolica: vino, birra, liquori)alcoolica: vino, birra, liquori)
 Trasformazione dell’alcool ad acidoTrasformazione dell’alcool ad acido (fermentazione acida:(fermentazione acida:
aceto, yoghurt)aceto, yoghurt)
 Decomposizione di molecole organicheDecomposizione di molecole organiche ((E. coliE. coli nell’intestinonell’intestino
e utilizzata nel trattamento delle acque di scarico)e utilizzata nel trattamento delle acque di scarico)
 Produzione di sostanze utili all’organismoProduzione di sostanze utili all’organismo (vitamine: batteri(vitamine: batteri
endosimbionti intestinali)endosimbionti intestinali)
 Digestione della cellulosaDigestione della cellulosa (batteri endosimbionti intestinali)(batteri endosimbionti intestinali)
 FotosintesiFotosintesi (cianobatteri)(cianobatteri)

34. GLI ARCHAEA SONO ANAEROBI OBBLIGATI E VIVONO IN
HABITAT ESTREMI
 Termofili estremiTermofili estremi: sono obbligati a
temperature superiori a 55°C, a pH molto
bassi (0.9, 2.0).
 MetanogeniMetanogeni: producono metano per
riduzione di CO2.
 AlofiliAlofili: vivono in ambienti estremamente
salati.
Le archaea sono, come i bacteria, unicellulari mancanti di
nucleo e assieme ai bacteria sono state in passato classificate
come prokaryota o monere. Originariamente sono state
classificate esaminando gli ambienti più estremi di vita, ma
succesivamente sono state trovate in tutti gli habitat.

35. Caratteristiche delle ArchaeaCaratteristiche delle Archaea
Pur mantenendo le caratteristiche deiPur mantenendo le caratteristiche dei
procariotiprocarioti (assenza di un nucleo(assenza di un nucleo
distinto e di organuli citoplasmaticidistinto e di organuli citoplasmatici
rivestiti da membrane, presenza di unrivestiti da membrane, presenza di un
unico filamento di DNA, strutture diunico filamento di DNA, strutture di
rivestimento più complesse rispettorivestimento più complesse rispetto
alla cellula eucariote),alla cellula eucariote), date ledate le
condizioni estreme in cui possonocondizioni estreme in cui possono
svilupparsi,svilupparsi,
 gli Archeobatterigli Archeobatteri presentano unapresentano una
composizione biochimica unica dellecomposizione biochimica unica delle
loro strutture di rivestimentoloro strutture di rivestimento, che, che
conferisce loro unaconferisce loro una notevolenotevole
impermeabilitàimpermeabilità e che li differenzia siae che li differenzia sia
dai batteri che dagli eucarioti.dai batteri che dagli eucarioti.
Methanopyrus

36. Analisi filogeneticaAnalisi filogenetica
Nel 1977, Carl Woese eNel 1977, Carl Woese e
George Fox dell'universitàGeorge Fox dell'università
dell'Illinois ha condottodell'Illinois ha condotto
un'analisi filogeneticaun'analisi filogenetica
comparativa, basata sullecomparativa, basata sulle
sequenze del DNA esequenze del DNA e
dell'RNA della piccoladell'RNA della piccola
subunità ribosomialesubunità ribosomiale
(subunità 16S), che ha(subunità 16S), che ha
permesso la distinzione deipermesso la distinzione dei
procarioti in due diversiprocarioti in due diversi
regni: Eubacteria eregni: Eubacteria e
Archeabacteria, modificatiArcheabacteria, modificati
poi nel 1990 in Bacteria epoi nel 1990 in Bacteria e
Archea.Archea.