LA CELLULA. è un corpuscolo delimitato da un involucro e dotato di tutte le caratteristiche della vita. respira

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1 LA CELLULA

2 LA CELLULA è un corpuscolo delimitato da un involucro e dotato di tutte le caratteristiche della vita si nutre si riproduce respira elimina i propri rifiuti E l unità strutturale e funzionale di tutti gli organismi viventi

3 UN PO DI STORIA... La scoperta delle cellule risale al XVII secolo, all epoca dei primi rudimentali microscopi. Robert Hooke ( ) Individuò in una sezione sottile di sughero numerose cellette vuote, ma non le collegò subito all organizzazione dei viventi; si limitò a darne loro un nome: CELLULA

4 solo nella prima metà del XIX secolo si scoprì che si compongono di cellule tutte le piante (Matthias Schleiden,nel 1838) e tutti gli animali, grazie a Theodor Schwann nel 1839 (scopritore anche delle c. di Schwann i cui prolungamenti formano la guaina mielinica delle fibre nervose periferiche) Vent anni più tardi lo scienziato tedesco Rudolf Virchow ( ) affermò che: la cellula è l unità vitale di tutti gli organismi viventi e che ogni cellula deriva da un altra cellula precedente.

5 L insieme di queste conclusioni condusse alla Teoria cellulare Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule La cellula è l unità strutturale e funzionale dei viventi Ogni cellula deriva da altre cellule

6 Tutti gli organismi sono costituiti da una o più cellule in base a questo si distinguono Organismi unicellulari (batteri, alghe azzurre e protisti) Organismi pluricellulari (protisti, animali, piante e funghi)

7 Organismi unicellulari Negli organismi unicellulari la singola cellula adempie a tutti i compiti fondamentali per la vita per mantenere un rapporto ottimale con l ambiente, dal quale traggono le sostanze nutritive e nel quale scaricano le sostanze di rifiuto, debbono avere dimensioni ridotte Batteri 1μm (10-6 m)

8 scanning trasmission electron microscope (microscopio elettronico a scansione e trasmissione)

9 Esistono 2 tipi fondamentali di microscopio: - ottico: sfrutta lenti di vetro e la luce visibile (fascio di fotoni) per formare un immagine ingrandita. Ha una risoluzione di circa 0.2 µm che è 1000 volte quella dell occhio umano e permette di visualizzare la forma e le dimensioni della cellula e di alcune sue strutture interne. - elettronico: usa degli elettromagneti per focalizzare un fascio di elettroni, ma dato che non possiamo vedere gli elettroni li dirige verso uno schermo fluorescente per creare un immagine visibile. Ha una risoluzione di circa 0.2 nm cioè 1 milione di volte maggiore di quella dell occhio umano e permette di distinguere i dettagli di numerose strutture subcellulari. Nell ambito della microscopia elettronica sono state messe appunto diverse altre tecniche come ad esempio la STEM che combinando le caratteristiche di un microscopio a scansione (SEM) e uno a trasmissione (TEM) ha potere risolutivo estremamente elevato tale da arrivare a distinguere perfino gli atomi del campione.

10 Organismi pluricellulari Negli organismi pluricellulari l insieme delle cellule si differenzia specializzandosi nello svolgimento di particolari funzioni sono tutte coordinate tra loro formano livelli di organizzazione superiore cellula tessuto organo apparato organismo

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12 Forma e Dimensioni in rapporto alla loro funzione le cellule hanno forma molto varia... stellata (astrociti) cubica cilindrica prismatica concava (eritrociti) arrotondata... ed anche dimensioni diverse tra 10 μm a 100 μm

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14 In base alla capacità di riprodursi si distinguono: Cellule soggette a rinnovamento per tutta la vita dell individuo vengono continuamente sostituite da cellule nuove (es. pelle) Cellule in espansione smettono di dividersi quando l individuo ha completato la crescita, ma possono riprendere a dividersi in seguito a ferite o traumi (es. tessuto muscolare liscio e fegato) Cellule statiche perdono la capacità di dividersi (es. cellule nervose) Cellule staminali cellule indifferenziate che mantengono la capacità di riprodursi per tutta la vita dando luogo ai diversi tipi di cellule specializzate

15 Struttura Nonostante siano molto diverse tra loro per forma, funzione e dimensione, le cellule presentano un organizzazione di base comune MEMBRANA PLASMATICA involucro che le delimita separando l ambiente interno dall esterno CITOPLASMA matrice fluida DNA materiale genetico

16 In relazione al fatto che il materiale genetico sia racchiuso o meno da un nucleo ben distinto delimitato da una membrana, le cellule vengono distinte in: PROCARIOTE EUCARIOTE Il DNA è concentrato in una regione del citoplasma chiamata nucleoide Il DNA è racchiuso in un nucleo vero delimitato da una membrana nucleare

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18 I procarioti BATTERI ALGHE AZZURRE

19 granuli di riserva citoplasma ribosomi membrana parete capsula plasmide ripiegamento membrana Cromosoma circolare pili livello di organizzazione cellulare più semplice dimensioni fino a 2 μm di diametro e 100 μm di lunghezza organismi unicellulari

20 diversi tipi di forme caratteristiche

21 alcuni formano spore, forme protettive o di resistenza in grado di sopravvivere per lunghi periodi a condizioni ambientali avverse si riproducono velocemente (15-45 min.) per scissione binaria

22 sono i più antichi organismi conosciuti (3,5 miliardi di anni fa) hanno avuto enorme diffusione grazie alla loro capacità di adattamento in tutti gli ambienti naturali compresi quelli caratterizzati da condizioni estreme (assenza di ossigeno, elevate temperature, elevata salinità) impossibili ad altre forme di vita sono estremamente specializzati, perché una volta adattati al loro ambiente non riescono a vivere in altre condizioni alcuni sono patogeni sia per piante che per animali (uomo compreso)

23 dal punto di vista metabolico sono estremamente variabili Fonte di energia Autotrofi capaci di sintetizzare le sostanze organiche da soli mediante Eterotrofi utilizzano sostanze organiche già elaborate fotosintesi chemiosintesi (fonte di energia: ossidazione di molecole inorganiche)

24 Ossigeno Aerobi Anaerobi obbligati Anaerobi facoltativi Temperatura psicrofili (temperature < 20 C) mesofili (tra 25 C e 45 C) termofili (temperatura > 45 C)

25 Classificazione ARCHEOBATTERI EUBATTERI batteri primitivi che vivono in condizioni estreme (ma che un tempo dovevano essere quelle più comuni sulla terra): vivono nelle sorgenti termali solfuree acide e calde riuniscono la maggior parte delle classi di batteri conosciute di cui fanno parte specie di grande utilità per l uomo (fermentanti; es. nella produzione di vino e pane), ma anche specie patogene vivono in acque salate molto concentrate (Mar Morto)

26 ALGHE AZZURRE Sono dette anche cianobatteri o cianoficee, perché contengono oltre alla clorofilla anche la ficocianina (pigmento che conferisce il caretteristico colrore blu-verde) La parete cellulare è rinforzata da uno strato di mucillagine che tiene uniti gli individui in colonie Vivono soprattutto in acque salate o dolci, spesso ricche di sostanze organiche ed nei periodi di fioritura si accumulano in superficie creando un problema per l ecosistema acquatico Alcune vivono in simbiosi con i funghi formando i licheni

27 VIRUS veleno termine usato per la prima volta alla fine del XIX sec. per indicare particelle patogene più piccole dei batteri Non sono organismi viventi Sono parassiti endocellulari obbligati capaci di vivere e riprodursi soltanto all interno della cellula ospite

28 STRUTTURA dimensioni tra nm (1 nm = 1 milionesimo di millimetro) visibili solo al microscopio elettronico sono privi di una struttura cellulare vera e propria ENVELOPE rivestimento lipidico (Herpes virus e Retrovirus) CAPSIDE involucro proteico costituito da varie subunità dette capsomeri DNA o RNA

29 CLASSIFICAZIONE I virus sono classificati a seconda del tipo di acido nucleico che contengono DNA virus RNA virus

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31 CICLI INFETTIVI 1. Adesione l involucro proteico (capside) è specializzato per legarsi a specifiche glicoproteine di membrana della cellula ospite 2. Penetrazione (esistono 3 modalità) - endocitosi (il virus penetra completamente nella cellula e successivamente l involucro viene digerito dagli enzimi dell ospite) - fusione dell envelope con la membrana della cellula ospite - iniezione dell acido nucleico virale (batteriofagi) 3. Svestimento liberazione del DNA / RNA

32 4. Replicazione il materiale genetico del virus si integra con quello della cellula. Negli RNA virus il materiale genetico, prima di essere introdotto nella cellula ospite, deve essere trascritto (copiato) in DNA medianate un enzima contenuto anch esso nel virus detto trascrittasi inversa CICLO LITICO Sintesi dei diversi componenti virali Assemblaggio dei capsomeri (subunità del capside) e impacchettamento del DNA / RNA Liberazione dei virioni per lisi della cellula CICLO LISOGENO Il DNA virale integrato in quello dell ospite rimane quiescente e solo in particolari situazioni può dare origine ad un ciclo litico

33 Iniezione Adesione

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35 alcune malattie virali raffreddore influenza morbillo paraotite herpes (simplex e zoster) varicella encefalite poliomielite febbre gialla epatite (A, B, C) rabbia febbre emorragica AIDS citomegalovirus rosolia Malattie acute Malattie mortali Malattie al feto

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