LE UNITÀ MORFOFUNZIONALI

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1 LE UNITÀ MORFOFUNZIONALI

2 «Con la cellula, la biologia ha scoperto i suoi atomi»

3 La cellula La cellula èun unitàmorfofunzionale, cioèdi forma e funzione, la piùpiccola struttura che può essere classificata come vivente. Esistono due tipi di esseri viventi:unicellulari, cioèdotati di una singola cellula, come batteri e protozoi; e pluricellulari, cioè dotati di più cellule, come l uomo.

4 Anatomia cellulare Protoplasma Membrana cellulare Citoplasma Reticolo endoplasmatico Apparato di Golgi Mitocondri Lisosomi Ribosomi Centrosoma o centrosfera Nucleo

5 Il protoplasma Con il termine protoplasma si indica il complesso di sostanze contenute nella cellula che sono circondate dalla membrana cellulare. Il protoplasma èuna sostanza vivente, materia chimicamente complessa che costituisce tutti i soggetti viventi. Gli elementi chimici presenti nel protoplasma sono il carbonio, l ossigeno, l idrogeno e l azoto. Ècaratterizzato da irritabilità, conduttività, contrattilità e metabolismo.

6 La membrana cellulare Èun sottile rivestimento, che delimita la cellula in tutti gli organismi viventi, la separa dall'ambiente esterno e ne regola gli scambi con questo. Negli organismi procarioti èricoperta da un rivestimento protettivo chiamato parete batterica, assente invece negli eucarioti; nelle cellule eucarioti vegetali èpresente una parete cellulare divisa in parete cellulare primaria e in parete cellulare secondaria.

7 Il citoplasma Il citoplasma èla parte di cellula compresa tra la membrana e il nucleo, esso rappresenta tutto il protoplasma della cellula ad esclusione del nucleo. Nel citoplasma sono presenti quattro tipi di organuli : il reticolo endoplasmatico, l apparato di Golgi, i mitocondri e i lisosomi.

8 Il reticolo endoplasmatico Con il nome endoplasma si intende la parte che si trova verso il centro della cellula, reticolo, invece, significa semplicemente rete. Ècostituito da sottili canali e cisterne appiattite spesso ondulate, talvolta organizzate in file regolari e parallele (ergastoplasma).

9 L apparato di Golgi L apparato o complesso di Golgi consiste in sottili cisterne appiattite, addossate le une alle altre e situate vicino al nucleo. Le cisterne golgiane sono in grado di sintetizzare grosse molecole di carbonio e di legarle poi alle proteine che giungono ad esse attraverso i canali del reticolo endoplasmatico per formare i composti detti glicoproteine.

10 I mitocondri Come tutti gli organuli citoplastici i mitocondri presentano una struttura altamente organizzata. La parete esterna ècostituita da due sottili membrane La membrana mitondriale interna si solleva in un certo numero di pliche, chiamate creste. I mitocondri producono la maggior parte dell energia impiegata per le funzioni cellulari.

11 I lisosomi I lisosomi sono organuli circoscritti da membrana le cui forme e dimensioni mutano a seconda dei diversi stadi di attività. Nella loro forma primitiva essi appaiono come dei piccoli granuli, poi si evolvono e iniziano la loro attivitàprendendo l aspetto di piccole vescicole.

12 I ribosomi Quei piccolissimi granuli sferici che si possono osservare sia attaccati alle membrane del reticolo endoplasmatico sia liberi nel citoplasma sono i ribosomi. Ogni cellula contiene migliaia di ribosomi. La funzione dei ribosomi èrappresentata dalla sintesi proteica.

13 Il centrosoma o centrosfera Si tratta di una struttura sferica che occupa un area al centro della cellula, in realtàquesto significa che il centrosoma èposizionato vicino il nucleo. All interno della centrosfera si trovano due unitàdette centrioli, cilindri costituiti da un numero preciso di tubuli, piccoli cilindri.

14 Èun corpo di forma sferica, localizzato al centro della cellula, circoscritta da una doppia membrana interrotta da pori. All interno del nucleo possiamo trovare un nucleolo e un certo numero di importanti strutture: i cromosomi. Il nucleo I nucleolisono costituiti di acido ribonucleico e di proteine, non protetti da una membrana. Al loro interno avviene l accoppiamento tra l RNA e le proteine.

15 La parola cromosoma deriva da due vocaboli greci: chroma, che significa colore e soma, che significa corpo. Infatti nel momento in cui la cellula ha iniziato il processo di divisione per dare origine a due cellule figlie, i cromosomi sembrano bastoncini. Ma durante l intercinesi o periodo di vita normale della cellula, i cromosomi appaiono come piccoli corpi colorati, chiamati granuli di cromatina.

16 Fisiologia cellulare Movimento di sostanze attraverso la membrana cellulare Diffusione Osmosi Dispositivo del trasporto attivo Fagocitosi e pinocitosi Metabolismo cellulare Catabolismo Glicolisi Ciclo dell acido citrico Riproduzione cellulare Mitosi

17 Movimento di sostanze attraverso la membrana cellulare Un intenso traffico si svolge incessantemente attraverso la membrana cellulare: molecole di acqua, gas e rifiuti danno luogo a un flusso continuo, diretto verso l interno e l esterno della cellula. Questi processi possono svolgersi con diverse modalità, vengono divisi in due categorie: processi fisici (o passivi) e processi fisiologici (o attivi).

18 La diffusione Diffusione significa dispersione e propagazione, si intende il movimento delle particelle di un soluto in tutte le direzioni all interno della cellula tramite la membrana. Questo fenomeno si verifica perchéalcune piccole particelle, come molecole, presentano un movimento continuo che ha le caratteristiche di essere rapido, incessante e casuale.

19 L osmosi L osmosi èla diffusione dell acqua attraverso una membrana permeabile. Come dice il nome stesso una membrana è permeabile quando essa non èegualmente permeabile a tutte le particelle delle sostanze presenti nella soluzione. Essa permette ad alcuni soluti di diffondere attraverso di essa mentre ostacola la diffusione ad altri.

20 Le tre soluzioni Soluzioni isotoniche Soluzioni ipertoniche Soluzioni ipotoniche

21 GRADIENTE DI CONCENTRAZIONI DELL ACQUA OSMOSI NETTA AUMENTO DEL VOLUME Della SOLUZIONE IPERTONICA AUMENTO DELLA PRESSIONE nella SOLUZIONE IPERTONICA

22 I processi del trasporto attivo Si definisce processo di trasporto attivo un dispositivo funzionale che permette il movimento di molecole in condizioni sfavorevoli dal punto di vista fisico. La legge della diffusione dice che la diffusione netta di qualsiasi sostanza in soluzione deve avvenire nella zona a maggior concentrazione verso quella a concentrazione minore.

23 Fagocitosi e pinocitosi La fagocitosi e la pinocitosi sono meccanismi creati per trasportare sostanze attraverso la membrana cellulare ma essi si esplicano in un solo senso, cioè verso l interno della cellula. Fagocitosi: Metchnikoff capisce che le cellule bianche del sangue erano capaci di inglobare i batteri, e gli ricorda l azione del mangiare. Pinocitosi: Lewis scopre che nelle cellule si trova, oltre a particelle solide, anche liquido, capisce che queste unità possono idratarsi.

24 Metabolismo cellulare I processi del metabolismo cellulare sono tanto complessi quanto importanti. Essi costituiscono due parti principali chiamate catabolismo e anabolismo. Ciascuna di queste, a sua volta, si articola in numerosissime reazioni chimiche.

25 Il catabolismo Il catabolismo èuno dei maggiori processi del metabolismo si articola in numerose tappe, alcune delle quali sono diverse per differenti tipi di sostanze alimentari. Esistono molti tipi di catabolismo, i principali sono quello dei carboidrati e del glucosio. Quest ultimo viene distinto in due successivi momenti: la glicolisi e il ciclo dell acido citrico

26 La glicolisi Èil processo che trasforma il glucosio in acido piruvico con liberazione di una certa quantità di energia contenuta nelle molecole di glucosio. La glicolisi avviene nel citoplasma della cellula, consiste in una serie di trasformazioni chimiche catalizzate da enzimi e accompagnate da cambiamenti energetici.

27 La glicolisi provoca la rottura delle molecole del glucosio in due molecole di acido piruvico.

28 (il glucosio) Il glucosio èuna molecola che contiene sei atomi di carbonio, viene scisso da una serie di reazioni chimiche in due molecole di acido piruvico, ciascuna delle quali contiene solo tre atomi di carbonio. Èil composto piùdiffuso in natura, sia libero sia sotto forma di polimeri.

29 Il ciclo dell acido citrico Il ciclo dell acido citrico èil secondo e ultimo processo del catabolismo del glucosio. Esso consiste in una serie ciclica di reazioni chimiche catalizzate da enzimi e accompagnate da trasformazioni energetiche.

30 GLUCOSIO c-c-c-c-c-c (Glicolisi) ANIDRIDE CARBONICA (CO₂) ACIDO PIRUVICO c-c-c ANIDRIDE CARBONICA (CO₂) (Ciclo dell acido citrico) ANIDRIDE CARBONICA (CO₂) ANIDRIDE CARBONICA (CO₂) ACIDO PIRUVICO c-c-c ANIDRIDE CARBONICA (CO₂) ANIDRIDE CARBONICA (CO₂)

31 Riproduzione cellulare Le cellule si riproducono secondo un processo definito divisione cellulare, per moltiplicarsi si dividono: una cellula si divide per formare due cellule. Questa divisione si articola in due processi successivi: la mitosi (divisione del nucleo) e la citodieresi (divisione del citoplasma).

32 La mitosi INTERFASE PROFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE Si divide in cinque fasi: 1. La cellula si prepara per la divisione. 2. I cromosomi si allungano. 3. Il DNA dei cromosomi si reduplica. 1. I cromosomi si accorciano e si ispessiscono. 2. I centrioli migrano ai poli opposti della cellula. 1. I cromosomi si dispongono 2. Scompaiono i nucleoli e la membrana nucleare. 1. Ciascun centromero si divide in due, provocando il distacco dei due cromatidi. 2. I centromeri divisi migrano verso i poli opposti. 1. I nuovi cromosomi cominciano ad allungarsi. 2. Ricompaiono i nucleoli e due nuove membrane cellulari 3. Le fibre del fuse scompaiono 4. Inizia la citocinesi

33 Questo lavoro lo dedico alla professoressa Corradi Viviana, per avermi sempre incoraggiato e sostenuto in questa mia grande passione per la medicina. Giacomo Saponello 3B

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