3. Procarioti ed Eucarioti

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Alberto Carboni
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1 3. Procarioti ed Eucarioti contiene materiale protetto da copyright, ad esclusivo uso personale; non è consentita diffusione ed utilizzo di tipo commerciale Cellula procariote 1

2 I PROCARIOTI POSSONO ESSERE CLASSIFICATI SULLA BASE DELLA MORFOLOGIA Cocchi ( sferica ) Spirilli ( spirale a) Bacilli ( bastoncino a) 2

3 LE CELLULE BATTERICHE POSSONO ASSOCIARSI A FORMARE CATENELLE O AGGLOMERATI DI ALTRO TIPO Cellule, Lewin, Zanichellil 3

4 STRATI CHE CIRCONDANO IL CITOPLASMA DEI PROCARIOTI ü Membrana citoplasmatica ü Parete cellulare ü (Strato S) ü Capsula Cellule, Lewin, Zanichellil Capsula strato lasso, viscoso polisaccaridico o proteico Cellule, Lewin, Zanichellil 4

5 FUNZIONI Protezione: difende da improvvisi cambiamenti di temperatura, essiccamento essendo ricca di acqua, evita l'attacco di virus batterici e di numerose sostanze tossiche idrofobe fattore di virulenza aderenza formazione di BIOFILM Cellule, Lewin, Zanichellil STRATO Superficiale Cellule, Lewin, Zanichellil 5

6 PARETE CELLULARE peptidoglicani: reticolo di catene di glicano: polisaccaridi uniti da legami crociati formati da corti peptidi. Unità alternate di N- acetilglucosammina (NAG) N- acetilmuramico (NAM) legate insieme da legami glicosidici (β1 4) Gram + Gram - I batteri sono classificati sulla base della risposta alla colorazione di Gram i gram+ resistono all azione della decolorazione trattenendo il cristal violetto i gram- perdono completamente il colorante 6

7 Stafilococchi (Gram+) E. Coli (Gram -) 7

Formazione dei legami crociati Le catene delle subunità di peptidoglicano sono legate tra loro da legami crociati o trasversali peptidici tra: - COOH di aa in posizione 4 (D- alanina terminale) - NH

8 Formazione dei legami crociati Le catene delle subunità di peptidoglicano sono legate tra loro da legami crociati o trasversali peptidici tra: - COOH di aa in posizione 4 (D- alanina terminale) - NH 2 di aa in posizione 3 di una catena adiacente Gram positivi ponte aminoacidico (ponte pentaglicinico) Gram negativi legame crociato diretto Caratteristiche della parete dei batteri Gram - E costituito di tre regioni distinte MEMBRANA ESTERNA lipopolisaccaride unico (LPS) 3) catena laterale O 2) core R 1) il Lipide A 8

9 Caratteristiche della parete dei batteri Gram - Lo spazio periplasmico compreso tra la membrana interna e quella esterna riempito da un gel formato da peptidoglicano idratato Cellule, Lewin, Zanichellil Caratteristiche della parete dei batteri Gram - Proprietà della membrana esterna Limite esterno del periplasma Barriera di permeabilità Presenta una superficie esterna con numerose cariche negative 9

10 Caratteristiche della parete dei batteri Gram - da Brock. Biology of Microorganisms, MT Madigan, JM Martinko and J Parker, Upper Saddle River (New Jersey), Prentice-Hall, Caratteristiche della parete dei batteri Gram + gli acidi teicoici 10

11 i pili e i flagelli sono appendici presenti sulla superficie cellulare della maggior parte dei procarioti funzione Flagelli: consentono la mobilità cellulare. Pili: sono appendici di fissazione ed in alcuni casi sono destinati alla coniugazione batterica. 11

12 Flagelli formati da tre parti: struttura basale, filamento ed uncino. Il filamento è costituito dalla proteina flagellina avvolta a spirale intorno ad un nucleo centrale cavo. Dislocazione dei Flagelli Monotrico Anfitrico Lofotrico Peritrico 12

13 Struttura dei flagelli nei GRAM- Ancora il flagello alla membrana Fissano il flagello alla membrana (S c e M) ed alla parete c (P) Struttura dei flagelli nei GRAM + Solo anelli S e M c 13

14 PILI o FIMBRIE: Funzione dei pili: adesione. 14

15 Cellule, Lewin, Zanichellil PILI P coinvolti nell adesione tra cellule e sono più corti PILI F (Fertilità) implicati nella coniugazione e nel trasferimento di DNA tra cellule Cellula eucariote 15

16 L'evoluzione delle cellule eucariotiche ha comportato un notevole salto evolutivo, con il passaggio da cellule procariotiche semplici a cellule ben suddivise in parti funzionali, il tutto senza passare per alcuna forma intermedia. teoria dell'endosimbiosi: Com è possibile? Le cellule eucariotiche Sono suddivise in compartimenti che svolgono funzioni diverse contraddistinte dalla presenza di un vero e proprio nucleo. hanno sistema di membrane interne che suddivide il citoplasma in zone diverse con funzioni differenti, facilitando l insieme delle attività chimiche indicate come metabolismo cellulare. 16

17 Una cellula animale contiene una varietà di organuli circondati da membrane. Reticolo Reticolo endoplasmatico liscio endoplasmatico ruvido Nucleo Assenti nella maggior parte delle cellule vegetali Citoscheletro Flagello Lisosoma Centriolo Perossisoma Microtubulo Filamento intermedio Mitocondrio Apparato di Golgi Ribosomi Membrana plasmatica Microfilamento Una cellula vegetale ha alcune strutture che sono assenti in a una cellula animale, come i cloroplasti e una parete cellulare rigida. Nucleo Apparato di Golgi Reticolo endoplasmatico ruvido Ribosomi Reticolo endoplasmatico liscio Microtubulo Assenti nelle cellule animali Vacuolo centrale Cloroplasto Parete cellulare Filamento intermedio Microfilamento Citoscheletro Mitocondrio Perossisoma Membrana plasmatica 17

18 Strutture peculiari della cellula vegetale: parete cellulare vacuoli plastidi 18

19 VACUOLI accumulano l acqua in eccesso PRESSIONE OSMOTICA Ambiente ISOTONICO Ambiente IPOTONICO Ambiente IPERTONICO La sua capacità di mantenere un ambiente interno costante è definita Cellule, Lewin, Zanichellil 19

20 Per capire meglio il movimento dell acqua è necessario introdurre il conce5o di POTENZIALE IDRICO (Ψ ) Ψ= Potenziale idrico Ψ= Ψπ + Ψp + Ψm Ψπ = Potenziale osmohco: dovuto alla presenza dei soluh Ψp = Potenziale di pressione: si crea esercitando pressione sull acqua Ψm = Potenziale di matrice: dovuto all adsorbimento dell H 2 O alle componenh solide come la parete cellulare, la membrana ecc. L acqua si sposta da una zona a potenziale idrico > ad una < 20

da H2O si muove attraverso membrana semipermeabile a Potenziale osmotico più positivo Potenziale osmotico più negativo Ψ= Ψπ + Ψp + Ψm Ψ> Ψ< Ed il vacuolo che ruolo ha in tutto questo?

21 da H2O si muove attraverso membrana semipermeabile a Potenziale osmotico più positivo Potenziale osmotico più negativo Ψ= Ψπ + Ψp + Ψm Ψ> Ψ< Ed il vacuolo che ruolo ha in tutto questo? Richiama H 2 O In una soluzione ipotonica (o in acqua pura) la cellula assorbirà acqua Fino a quando la cellula assorbe acqua? 21

22 Cosa succede se una cellula è a contatto con una soluzione ipertonica? 22

23 Il turgore cellulare La cellula delle piante, provvista di parete, assorbe acqua fino ad una condizione di equilibrio, detta turgore. - la cellula assorbe acqua, - la parete esercita una pressione crescente sul contenuto cellulare - P parete = P osmotica (in valore assoluto, ma con segno opposto) Se le cellule di una pianta sono turgide Si trovano in una soluzione ipotonica Se le cellule di una pianta non sono turgide Si trovano in un ambiente isotonico o ipertonico 23

perdita d acqua per osmosi nella cellula vegetale è detta PLASMOLISI http://it.wikipedia.

24 perdita d acqua per osmosi nella cellula vegetale è detta PLASMOLISI Il vacuolo è rivestito da una membrana detta TONOPLASTO e contiene una soluzione acquosa detta SUCCO VACUOLARE (acqua e Sali inorganici) FUNZIONI - di riserva (proteine, carboidrati, sali inorganici) - Litica degradazione di componenti cellulari nel normale turnover, nel differenziamento e nella senescenza - Accumulo prodotti intermedi del metabolismo dannosi alla cellula se accumulati nel citoplasma - RUOLO OSMOTICO 24

25 PARETE CELLULARE PARETE CELLULARE Formata principalmente da fibrille di cellulosa depositate in una matrice polisaccaridica (emicellulosa e pectina). 90% carboidrati 10% proteine Conferisce forma, stabilità e protezione alla cellula. Porocanali che mettono in comunicazioni con cellule vicine Lo spessore varia da um Sottile nei tessuti giovani, molto spessa nei tessuti meccanici. 25

26 Cellulosa organizzata in MICROFIBRILLE Cellule, Lewin, Zanichellil GLICANI DI COLLEGAMENTO PECTINE Cellule, Lewin, Zanichellil 26

27 PLASTIDI La MEMBRANA ESTERNA attua il riconoscimento ed il trasferimento all esterno di componenti plastidiali sintetizzati all interno, mentre la MEMBRANA INTERNA regola il flusso di metaboliti e ioni inorganici. tre diversi tipi: CLOROPLASTI presenza di un pigmento fotosintetico la CLOROFILLA: rappresentano infatti la sede del processo fotosintetico. LEUCOPLASTI preferenzialmente nelle radici e nei tessuti non fotosintetici delle piante CROMOPLASTI hanno la funzione di sintetizzare e accumulare pigmenti quali carotenoidi e xantofille e sono sprovvisti di clorofilla 27

28 CLOROPLASTI I proplastidi esposti alla luce si differenziano in cloroplasti di colore verde a causa della presenza di un pigmento fotosintetico la CLOROFILLA: CLOROPLASTI all interno di una cellula vegetale i cloroplasti presentano infatti ripiegamenti interni detti TILACOIDI che si sviluppano nello stroma e presentano uno spazio interno detto LUMEN. Da In alcune regioni i tilacoidi formano i GRANA, dischi appiattiti impilati come una fila di monete. 28

29 La fotosintesi può essere rappresentata da questa equazione generale: 6CO 2 + 6H 2 O + energia C 6 H 12 O 6 + 6O 2 che corrisponde a: anidride carbonica + acqua + energia solare glucosio + ossigeno 29

30 LE FASI DELLA FOTOSINTESI FASE LUMINOSA 1. Richiede la luce che è catturata dalla CLOROFILLA 2. Produce ATP 3. Produce NADPH 4. Produce ossigeno FASE OSCURA 1.Non richiede luce 2. Sfrutta i prodotti della fase luminosa (ATP e NADPH) 3. Produce GLUCOSIO 30

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