La cellula eucariotica e i suoi organuli
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La cellula eucariotica è un'unità fondamentale della vita, con un nucleo che regola l'attività genetica e organuli specializzati come mitocondri e cloroplasti. Questi ultimi sono cruciali per la respirazione cellulare e la fotosintesi, rispettivamente. La teoria endosimbiontica fornisce spiegazioni sull'origine di questi organuli. Inoltre, processi come l'apoptosi e la necrosi determinano la dinamica della morte cellulare, essenziale per l'omeostasi. I virus, parassiti endocellulari, influenzano anche la vita cellulare.
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Struttura e Funzioni della Cellula Eucariotica
La cellula eucariotica è caratterizzata dalla presenza di un nucleo ben definito, circondato da una doppia membrana fosfolipidica, nota come involucro nucleare, che regola il trasporto di molecole attraverso i pori nucleari. Il nucleo, le cui dimensioni variano da 1 a 8 micron, contiene il DNA organizzato in cromatina, suddivisa in eucromatina, attiva nella trascrizione genica, ed eterocromatina, meno accessibile e distinta in facoltativa e costitutiva. Questa organizzazione interna è essenziale per le funzioni cellulari, con il nucleo che funge da centro di controllo per l'attività genetica.Il Reticolo Endoplasmatico e l'Apparato di Golgi
Il reticolo endoplasmatico (RE) è un sistema di membrane interconnesse che si estende dal nucleo e si differenzia in reticolo endoplasmatico ruvido (RER), ricoperto di ribosomi per la sintesi proteica, e reticolo endoplasmatico liscio (REL), coinvolto nella sintesi lipidica, nel metabolismo del calcio, nella detossificazione e nel metabolismo del glicogeno. I ribosomi eucariotici, di dimensioni maggiori rispetto a quelli procarioti, sono fondamentali per la traduzione dell'RNA messaggero in proteine. L'apparato di Golgi, strutturato in cisterne sovrapposte, riceve le proteine dal RER, le modifica attraverso glicosilazione e altre reazioni chimiche, e le indirizza verso la loro destinazione finale, mantenendo un flusso direzionale dalla faccia cis, adiacente al RER, alla faccia trans, che si affaccia verso la membrana plasmatica.Mitocondri, Lisosomi e Proteosomi
I mitocondri sono organuli dotati di una doppia membrana e di pieghe interne, chiamate creste, che aumentano la superficie per la produzione di ATP attraverso la fosforilazione ossidativa. Contengono DNA mitocondriale di origine materna e sono responsabili della respirazione cellulare. I lisosomi sono vescicole contenenti enzimi idrolitici che degradano biomolecole, mantenendo un pH acido ottimale per la loro attività. I proteosomi sono complessi proteici che degradano le proteine marcate per la distruzione da parte di molecole di ubiquitina, un processo cruciale per la regolazione della qualità delle proteine cellulari.Perossisomi e Citoscheletro
I perossisomi sono organuli che svolgono funzioni ossidative, producendo perossido di idrogeno (H2O2), che viene successivamente convertito in acqua e ossigeno da enzimi catalasi. Il citoscheletro, composto da microtubuli, filamenti intermedi e microfilamenti, fornisce supporto strutturale, facilita il trasporto intracellulare e partecipa alla divisione cellulare. Ciglia e flagelli, strutture mobili composte principalmente da microtubuli, sono essenziali per la locomozione e il movimento di fluidi extracellulari.Caratteristiche Distintive delle Cellule Vegetali
Le cellule vegetali presentano caratteristiche uniche rispetto alle cellule animali, tra cui pareti cellulari rigide composte principalmente da cellulosa, plasmodesmi per il trasporto di molecole tra cellule adiacenti, e plastidi come i cloroplasti, che contengono clorofilla e sono coinvolti nella fotosintesi. I vacuoli, grandi compartimenti intracellulari, svolgono funzioni di riserva, contribuiscono al mantenimento del turgore cellulare e partecipano alla digestione intracellulare. A differenza delle cellule animali, le cellule vegetali non contengono centrioli, ma organizzano la divisione cellulare attraverso altre strutture come il fuso mitotico.La Teoria Endosimbiontica e l'Origine di Mitocondri e Cloroplasti
La teoria endosimbiontica spiega l'origine dei mitocondri e dei cloroplasti, suggerendo che questi organuli derivino da antichi batteri aerobi e fotosintetici, rispettivamente, che sono stati inglobati da cellule eucariotiche ancestrali attraverso un processo di simbiosi. Questi organuli mantengono il proprio DNA e ribosomi simili a quelli dei batteri, fornendo evidenza a sostegno della teoria e indicando un'evoluzione condivisa.Apoptosi, Necrosi e la Dinamica della Morte Cellulare
L'apoptosi è un processo di morte cellulare programmata che gioca un ruolo cruciale nello sviluppo e nel mantenimento dell'omeostasi cellulare, mentre la necrosi è una forma di morte cellulare non programmata che può causare infiammazione. L'apoptosi può essere innescata da segnali intrinseci, come il rilascio di citocromo c dai mitocondri, o da segnali estrinseci, come la legatura di recettori di morte sulla superficie cellulare. Entrambi i percorsi convergono nell'attivazione delle caspasi, enzimi che smantellano la cellula in modo controllato.I Virus: Parassiti Endocellulari Obbligati
I virus sono entità biologiche parassitarie che richiedono una cellula ospite per replicarsi. Sono classificati in base alla presenza o assenza di un involucro lipidico, al tipo di acido nucleico (DNA o RNA) e al loro ciclo replicativo, che può essere litico, portando alla lisi della cellula ospite, o lisogenico, integrando il materiale genetico virale nel genoma dell'ospite. I retrovirus, come il virus dell'immunodeficienza umana (HIV), sono virus a RNA che utilizzano l'enzima trascrittasi inversa per sintetizzare DNA a partire dal loro RNA, integrandosi nel genoma dell'ospite.
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Struttura della cellula eucariotica
Nucleo
Il nucleo è il centro di controllo della cellula eucariotica, contenente il DNA organizzato in cromatina e circondato da un involucro nucleare che regola il trasporto di molecole
Reticolo endoplasmatico
Reticolo endoplasmatico ruvido (RER)
Il RER è coinvolto nella sintesi proteica grazie alla presenza di ribosomi sulla sua superficie
Reticolo endoplasmatico liscio (REL)
Il REL svolge diverse funzioni, tra cui la sintesi lipidica, il metabolismo del calcio, la detossificazione e il metabolismo del glicogeno
Apparato di Golgi
L'apparato di Golgi riceve le proteine dal RER, le modifica e le indirizza verso la loro destinazione finale
Organuli cellulari
Mitocondri
I mitocondri sono organuli responsabili della produzione di energia attraverso la fosforilazione ossidativa e contengono il proprio DNA e ribosomi
Lisosomi
I lisosomi sono vescicole contenenti enzimi che degradano biomolecole e mantengono un pH acido ottimale per la loro attività
Proteosomi
I proteosomi sono complessi proteici che degradano le proteine marcate per la distruzione, regolando la qualità delle proteine cellulari
Peroxissomi
I perossisomi svolgono funzioni ossidative e producono perossido di idrogeno, che viene successivamente convertito in acqua e ossigeno
Citoscheletro
Microtubuli
I microtubuli, insieme ai filamenti intermedi e ai microfilamenti, compongono il citoscheletro e svolgono funzioni di supporto strutturale, trasporto intracellulare e divisione cellulare
Ciglia e flagelli
Le ciglia e i flagelli sono strutture mobili composte principalmente da microtubuli e sono essenziali per la locomozione e il movimento di fluidi extracellulari
Caratteristiche uniche delle cellule vegetali
Parete cellulare
La parete cellulare è una caratteristica unica delle cellule vegetali, composta principalmente da cellulosa e fornisce supporto e protezione alla cellula
Plasmodesmi
I plasmodesmi sono canali che permettono il trasporto di molecole tra cellule adiacenti nelle piante
Plastidi
Cloroplasti
I cloroplasti sono organuli che contengono clorofilla e sono coinvolti nella fotosintesi
Altri tipi di plastidi
Altri tipi di plastidi svolgono diverse funzioni, come la sintesi di amido o la produzione di pigmenti
Vacuoli
I vacuoli sono grandi compartimenti intracellulari che svolgono funzioni di riserva, contribuiscono al mantenimento del turgore cellulare e partecipano alla digestione intracellulare
Teoria endosimbiontica e morte cellulare
Teoria endosimbiontica
La teoria endosimbiontica spiega l'origine dei mitocondri e dei cloroplasti come risultato di un processo di simbiosi tra cellule eucariotiche ancestrali e batteri aerobi e fotosintetici
Morte cellulare
Apoptosi
L'apoptosi è un processo di morte cellulare programmata che svolge un ruolo importante nello sviluppo e nell'omeostasi cellulare
Necrosi
La necrosi è una forma di morte cellulare non programmata che può causare infiammazione
Virus
Struttura dei virus
I virus sono entità biologiche parassitarie che possono essere classificati in base alla presenza di un involucro lipidico, al tipo di acido nucleico e al loro ciclo replicativo
Retrovirus
I retrovirus sono virus a RNA che utilizzano l'enzima trascrittasi inversa per integrare il loro materiale genetico nel genoma dell'ospite
La cellula eucariotica e i suoi organuli
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00
Involucro nucleare funzione
Regola il trasporto di molecole attraverso i pori nucleari, mantenendo l'ambiente interno del nucleo.
01
Dimensioni del nucleo eucariotico
Variano da 1 a 8 micron, adattandosi alle necessità della cellula.
02
Differenza tra eucromatina ed eterocromatina
Eucromatina: attiva nella trascrizione genica; Eterocromatina: meno accessibile, suddivisa in facoltativa e costitutiva.
