L ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA È GERARCHICA. Riduzionismo. Proprietà emergenti

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1 L ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA È GERARCHICA. Riduzionismo Proprietà emergenti ECOLOGIA: studio delle relazioni degli organismi tra loro e con il loro l ambiente.

2 Organizzazione cellulare La CELLULA rappresenta l unità in grado di svolgere tutte le funzioni vitali. Composizione: ioni organici ed inorganici, acqua macromolecole biologiche. Funzioni: mantenimento, crescita e divisione cell. Necessità: macchinari che la facciano funzionare (organelli e DNA) ed energia (ATP). Minimo comune denominatore di tutti gli organismi viventi. (Conferma della teoria evoluzionistica).

3 Teoria cellulare: - La cellula è la più piccola unità strutturale e funzionale del mondo vivente; -Tutte le cellule derivano da altre cellule. L organizzazione e le dimensioni sono caratteristiche della cellula che permettono l omeostasi cellulare (temperatura, ph, ecc).

4 L organizzazione cellulare è simile in tutte le cellule.

5 Dimensioni e diversità cellulari

6 Importanza del rapporto superficie/volume cellulare Oltre un determinato volume cellulare: 1. Apporto di metaboliti non sufficientemente rapido. 2. Difficoltà di trasporto interno. 3. Difficoltà di trasporto verso l esterno dei materiali di rifiuto.

7 Le cellule vengono studiate mediante varie metodiche. 1665, Hooke Immagini cellulari ottenute con vari tipi di microscopio Micr. a campo chiaro Micr. a campo scuro Micr. a contrasto di fase Micr. a interferenza differenziale

8 ESISTONO VARI TIPI DI MICROSCOPI: Microscopio ottico (1000 ingrandimenti) Microscopio a fluorescenza Microscopio confocale a fluorescenza Microscopio elettronico a trasmissione (MET) ( ingrandimenti) Microscopio elettronico a scansione (MES)

9 Confronto tra miscroscopio ottico ed elettronico.

10 Il frazionamento cellulare permette lo studio dei componenti cellulari.

11 Le cellule procariotiche sono molto meno complesse delle eucariotiche. Bacillus Subtilis E. coli non presentano nucleo e citoscheletro sono di dimensioni inferiori i ribosomi sono di dimensioni ridotte spesso presentano flagelli e parete cellulare

12 CELLULA EUCARIOTICA ANIMALE E VEGETALE

13 Il ruolo delle membrane.

14 Il nucleo

15 Il reticolo Endoplasmatico (RE) Sintesi ed assemblaggio delle proteine. Metabolismo dei fosfolipidi, steroidi e ac. grassi. Degradazione del glicogeno e presenza di enzimi dedicati alla detossificazione (epatociti).

16 Il Complesso del Golgi

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19 Lisosomi e Perossisomi Batteria di 40 enzimi che funzionano a ph 5. Lisosomi primari Lisosomi secondari Apoptosi Batterie enzimatiche in grado di degradare i ROS: catalasi, superossido-dismutasi, ecc. Degradaz. degli ac. grassi e sintesi dei fosfo-lipidi

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21 Molte delle funzioni dei lisosomi delle cellule animali vengono svolte nelle cellule vegetali dai vacuoli. Tonoplasto

22 I vacuoli Protozoo Presenti prevalentemente nelle cellule vegetali (dove sono probabilmente assenti i lisosomi). Contiene acqua, materiali di riserva, sali, pigmenti e sostanze di rifiuto. Soprattutto nelle cellule animali: V. RIPIENI DI CIBO e V. CONTRATTILI

23 Lisosomi e Perossisomi Batteria di 40 enzimi che funzionano a ph 5. Lisosomi primari Lisosomi secondari Apoptosi Batterie enzimatiche in grado di degradare i ROS: catalasi, superossido-dismutasi, ecc. Degradaz. degli ac. grassi e sintesi dei fosfo-lipidi

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25 Respirazione cellulare e fotosintesi

26 Mitocondri e loro funzione 2-8 micron di lunghezza Cambiano forma rapidamente Si replicano per divisione DNA circolare (1% DNA tot.) Prod. ROS e morte cell. per apoptosi.

27 Cloroplasti e loro funzioni

28 Il Citoscheletro: forma movimento trasporto interno divisione cellulare

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31 I microtubuli: 25nm (d), alcuni micron (l) ruolo strutturale (forma) ruolo funzionale (ciclosi) movimento dei cromosomi ciglia e flagelli microtubuli Centro di organizzazione dei microtubuli (MTOC) Centrosoma (due centrioli)

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34 I centrioli: 2 strutt. disposte perpendicolarmente. Struttura 9x3 Si duplicano prima della divisione cellulare. Probabilmente importanti nella formazione del FUSO mitotico.

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36 Le proteine associate ai microtubuli (MAP) sono proteine strutturali e motrici. Le proteine motrici : chinesina (estr.+) e dineina (estr.-). Il trasporto retrogrado è facilitato dalla dinactina.

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38 Ciglia e flagelli sono costituiti da microtubuli.

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40 I microfilamenti: actina intrecciata Supporto meccanico Ruolo nella divisione cell. (anello di actina e miosina). Specializzazione nella cellula muscolare striata. MICROVILLI

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45 I filamenti intermedi Sono le strutture citoscheletriche meno conosciute e non ubiquitarie (presenti in alcuni gruppi di vertebrati). Sono caratterizzate dalla stabilità e flessibilità. Probabilmente sono le strutture maggiormente responsabili della morfologia cellulare. Dimensioni: variabili, mediamente 8-10 nm. Costituenti fondamentali della LAMINA NUCLEARE.

46 I filamenti intermedi

47 Il glicocalice e la matrice extracellulare.

48 Le cellule vegetali presentano le pareti.