LE CELLULE EUCARIOTI SONO COMPARTIMENTATE

Transcript

1 1 LE CELLULE EUCARIOTI SONO COMPARTIMENTATE

2 Cellule vegetali

3 I PLASTIDI proplastidi : indifferenziati e di piccole dimensioni Con la crescita della cellula si trasformano in plastidi adulti cloroplasti cromoplasti leucoplasti Amiloplasti proteinoplasti elaioplasti

4 CROMOPLASTI = plastidi colorati -contengono pigmenti, come i carotenoidi e flavonoidi -funzione vessillare, cioè attirano insetti pronubi ( trasportano polline) e animali frugivori ( nutrono frutti e semi) -Si trovano nei petali dei fiori e nella buccia dei frutti -nelle foglie in autunno (derivano dai cloroplasti).

5 CROMOPLASTI

6 LEUCOPLASTI= plastidi bianchi -hanno funzione di riserva energetica - contengono grassi o proteine o amido secondario (quello primario è nei cloroplasti)

7 Amido -L amido secondario viene depositato in granuli a partire da un ilo (punto centrale) -ilo di diversa forma e posizione a seconda della specie vegetale -I granuli possono essere semplici o composti ( più granuli uniti) di varie grandezze

8 CLOROPLASTI

9 CLOROPLASTI - Sede della fotosintesi clorofilliana - Contengono clorofilla e pigmenti accessori, come i carotenoidi - Si trovano nelle parti verdi dei vegetali - lunghi 4-8 micron e in numero di per cellula - membrana esterna, membrana interna separate da spazio intermembrana - spazio interno detto stroma dove si trovano: amido primario, ribosomi, enzimi, RNA, segmenti di DNA e strutture dette tilacoidi I tilacoidi sovrapposti formano pile dette grana, unite tra loro tramite dei tilacoidi allungati, detti intergrana Lo spazio interno dei tilacoidi è detto lume

10 I cloroplasti catturano l energia solare e producono carboidrati Le piante e le alghe usano l energia del Sole per produrre carboidrati (glucosio) e ossigeno a partire dall anidride carbonica e dall acqua, attraverso il processo della fotosintesi. La reazione chimica generale della fotosintesi è: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 anidride carbonica acqua glucosio ossigeno Luce 10 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

11 I cloroplasti catturano l energia solare e producono carboidrati I cloroplasti svolgono funzione fotosintetica. La doppia membrana dei cloroplasti racchiude un ampio spazio detto stroma, dove avviene la sintesi dei carboidrati. La clorofilla che cattura la luce solare è invece localizzata nella membrana dei tilacoidi. 11 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

12 CROMOPLASTI o CLOROPLASTI?

13 I PLASTIDI SI TRASFORMANO buio PROPLASTIDIO EZIOPLASTO (protoclorofilla) CROMOPLASTO LEUCOPLASTO luce luce luce maturazione buio luce CLOROPLASTO (clorofilla)

14 Cellule vegetali : Plastidi: cromoplasti Cloroplasti Leucoplasti 14

15 VACUOLO E delimitato da una biomembrana detta tonoplasto Nelle cellule giovani vacuoli piccolissimi, nelle cellule adulte uno o alcuni vacuoli di grosse dimensioni contiene il succo vacuolare composto da un 90% da acqua, nella quale si trovano disciolti ioni, acidi organici, amminoacidi, zuccheri di riserva possono esserci oli essenziali ( menta, lavanda, basilico), alcaloidi (es. nicotina, cocaina, morfina, caffeina, ecc.) pigmenti antociani (colori rossi, blu) ha funzione di: accumulo, riserva, apertura e chiusura degli stomi svolge anche un ruolo osmotico, in quanto controlla il movimento dell'acqua tra l'interno e l'esterno della cellula.

16 VACUOLI AL MICROSCOPIO

17 La variazione del volume di acqua nel vacuolo nelle cellule di guardia apre o chiude gli stomi Cellule di guardia

18 IL VACUOLO REGOLA LA PRESSIONE DI TURGORE

19 PARETE CELLULARE

20 PARETE CELLULARE Organulo tipico della cellula vegetale contiene, protegge e dà forma alla cellula Si forma a ridosso della lamella mediana Formata da due porzioni, caratteristiche di diversi stadi vitali della cellula: PARETE PRIMARIA formata da poche fibrille di cellulosa e in abbondanza acqua, proteine, gomme PARETE SECONDARIA (se è presente) è ricca di fibrille di cellulosa e povera d'acqua e da pectine ( eteropolisaccaridi)

21 LAMELLA MEDIANA ha il compito di separare e cementare, le due cellule figlie si forma al termine della divisione cellulare da vescicole ripiene di polisaccaridi prodotte dall apparato di Gogli è costituita da pectine associate a ioni calcio durante la sua formazione rimangono intrappolati in essa porzioni di citoplasma. Formeranno i plsmodesmi con l accrescimento della cellula figlia si depositano contro la lamella mediana, in direzione centripeta, i materiali che costituiranno la parete

22 PARETE PRIMARIA si forma a ridosso della lamella mediana costituita da una matrice in cui sono immerse microfibrille di cellulosa (una sorta di cemento armato!) formata da acqua, pectine, mucillagini, gomme Prodotte in strutture dette rosette in cui sono attivi enzimi cellulosasintetasi formata da poche fibrille e abbondante matrice

23 non è necessariamente presente PARETE SECONDARIA (se è presente) si trova a ridosso della parete primaria si forma in direzione centripeta rispetto alla primaria ( tra la parete primaria e la membrana cellulare) può avere spessori diversi (anche 3-5 micron contro 1micron della primaria) ricchissima di fibrille di cellulosa e povera di matrice (acqua e pectine) macrofibrille ottenute dall intreccio di microfibrille

24 dal glucosio alla parete cellulare...

25 LA PARETE SECONDARIA PUÒ SUBIRE MODIFICAZIONI: interessano tutta o solo una parte della parete possono avvenire sia quando la parete è in via di formazione sia quando si è già formata sostanze prodotte dalla cellula......prendono il posto dell acqua nella matrice (incrostanti)...si depositano a ridosso della parete (strutturali) Suberificazione (suberina) Mineralizzazione (CaCO3 SiO2) Pigmentazione (tannini) Lignificazione (lignina) Cutinizzazione (cutina)

26 Organuli presenti in entrambe le cellule animali e vegetali

27 27 NUCLEO E NUCLEOLO

28 28

29 La sintesi proteica è una delle funzioni primarie della cellula L informazione genetica necessaria per sintetizzare le proteine è contenuta nel nucleo. Tale informazione viene trasmessa da una generazione alla successiva dai geni, che si possono considerare le «unità ereditarie» della cellula. Essi sono costituiti da DNA e si trovano nei cromosomi. 29 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

30 I ribosomi sono la sede della sintesi proteica 30 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

31 Il reticolo endoplasmatico sintetizza e trasporta proteine e lipidi Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) è contraddistinto dalla presenza di ribosomi sulla membrana e sintetizza le proteine. Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) non presenta ribosomi alla superficie e sintetizza lipidi di vario tipo. Proteine e lipidi vengono inglobati all interno di vescicole di trasporto e diretti all apparato di Golgi. 31 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

32 L apparato di Golgi modifica e confeziona le proteine Transitando nell apparato di Golgi, proteine e lipidi subiscono degli interventi e trasformazioni sostanziali. Le sostanze vengono quindi impacchettate in vescicole di trasporto e dirette verso la membrana plasmatica, dove avrà luogo la secrezione (o esocitosi). 32 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

33 Le vescicole : lisosomi e perossisomi I lisosomi contengono enzimi che digeriscono le macromolecole e i rifiuti cellulari. I perossisomi hanno un aspetto simile a lisosomi svuotati e demoliscono gli acidi grassi. Cellula animale 33 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

34

35

36

37 Gli organuli del sistema delle membrane interne lavorano in sinergia Il sistema delle membrane interne corrisponde quindi a una serie di organuli rivestiti da membrana, che comprendono il reticolo endoplasmatico, l apparato di Golgi, i lisosomi e le vescicole di trasporto. I vari componenti lavorano in sinergia fino al rilascio delle sostanze all esterno (secrezione per esocitosi). 37 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

38 Gli organuli del sistema delle membrane interne lavorano in sinergia 38 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

39 I mitocondri demoliscono i carboidrati e producono ATP Gli organismi eucariotici producono energia (ATP) attraverso il processo della respirazione cellulare, che consente di liberare l energia immagazzinata nel glucosio usando ossigeno. La formula chimica della respirazione è: C6H12O6 + 6O2 6CO2 glucosio ossigeno anidride carbonica + 6H2O acqua Libera energia 39 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

40 I mitocondri demoliscono i carboidrati e producono ATP La respirazione cellulare ha sede nei mitocondri. Essi sono suddivisi in comparti: la membrana esterna, lo spazio intramembrana, la membrana interna, le creste e la matrice. Il glucosio viene demolito nella matrice, mentre nelle creste si produce l ATP. 40 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

41 Difetti dei mitocondri possono essere causa di malattie Patologie come la malattia di Parkinson e la malattia di Alzheimer possono essere correlate a mutazioni del DNA mitocondriale (mtdna). Mitocondri in una cellula muscolare 41 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

42 MITOCONDRI Eucariote animale e vegetale C6H12O6+6O2 6CO2 + 6H2O +36/38 ATP

43 MITOCONDRI - Sede della RESPIRAZIONE CELLULARE - membrana esterna, membrana interna separate da spazio intermembrana - la membrana interna è ripiegata a formare le CRESTE MITOCONDRIALI - Si trovano in tutte le cellule - lunghi 2-8 micron e in numero di variabile - Nella matrice contengono DNA

44 dalla cellula procariote alla eucariote... Teoria ENDOSIMBIONTE

45 Il citoscheletro dà forma alla cellula e ne guida i movimenti Il citoscheletro, che significa «scheletro della cellula», ne mantiene la forma, contribuisce alla formazione delle giunzioni tra cellule e permette il movimento sia della cellula stessa sia dei suoi organuli. Il citoscheletro degli eucarioti è costituito da tre tipi di elementi: i filamenti di actina, i filamenti intermedi e i microtubuli. 45 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

46 CITOSCHELETRO Eucariote animale

47 I filamenti di actina Questi filamenti sono disposti in fasci o a reticella e svolgono un ruolo strutturale di fondamentale importanza. Si tratta di filamenti flessibili e relativamente resistenti, tanto da consentire alle cellule di spostarsi con movimento ameboide o strisciando. 47 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

48 I filamenti intermedi Simili a una corda ritorta, i filamenti intermedi sono costituiti da diversi polipeptidi fibrosi e svolgono una funzione strutturale, sostenendo l involucro nucleare e la membrana plasmatica. I filamenti intermedi hanno un diametro medio di 10 nm. 48 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

49 I microtubuli Sono costituiti da una proteina globulare chiamata tubulina. I microtubuli agiscono come rotaie lungo le quali si spostano i vari organuli cellulari. Lo scorrimento è reso possibile dalla presenza di molecole motrici associate ai microtubuli. 49 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

50 Le ciglia e i flagelli contengono microtubuli Ciglia e flagelli sono estroflessioni a forma di frusta che si trovano in alcune cellule procariotiche ed eucariotiche. Negli animali svolgono ruoli cruciali lungo il tratto respiratorio e riproduttivo. Le ciglia (al singolare, ciglio) sono strutture brevi (2-10 μm). I flagelli sono appendici più lunghe (200 μm). 50 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

51 Ogni cellula comunica con le cellule adiacenti Le cellule vegetali sono connesse tra loro tramite sottili canali, i plasmodesmi. Essi consentono lo scambio di materiali tra cellule adiacenti e, di conseguenza, tra tutte le cellule della pianta. 51 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

52 Ogni cellula comunica con le cellule adiacenti Le cellule animali sono connesse tra loro tramite tre tipi di giunzioni: giunzioni di ancoraggio, o desmosomi; giunzioni occludenti, o serrate; giunzioni comunicanti, o giunzioni gap. 52 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia Zanichelli editore, 2012

53 LA MEMBRANA CELLULARE Tutte le cellule

54