Acidi nucleici
Sono catene di polinucleotidi uniti insieme che costituiscono DNA e RNA. Un nucleotide è composto da una molecola di zucchero, unito ad acido
fosforico e ad una base azotata.
Il DNA è una catena avvolta ad
elica doppia. Una molecola di DNA può dare origine a due molecole figlie nuove.
Si duplica (si replica) per trasmettere alle altre cell le caratteristiche
genetiche.
L’RNA è l’acido nucleico destinato
alla sintesi proteica. Ogni molecola
di DNA funge da stampo per 1 molecola di RNA. Questa è la trascrizione. Traduzione:
un messaggio sull’RNA lo traduce in sintesi proteica. Prodotto finale: sintesi
proteica all’interno della cell.
DNA e RNA non sono composti
abbondanti, ma fondamentali per il messaggio che contengono. L’RNA può essere ribosomale (entra nella costituzione
dei ribosomi), messaggero (stabilisce
la sequenza di amminoacidi per formare le proteine), transfert (lega l’amminoacido e lo trasporta).
LA CELLULA
Un organismo vivente può essere
formato da una sola cellula (organismo unicellulare)
o da più cellule (organismo pluricell)
Per vedere dentro la cell usiamo il microscopio. Le cell sono circondate da una membrana cell, contengono citoplasma e nucleo.
Nel citoplasma ci sono gli organuli citoplasmatici. La cell se si
trova in ambiente fluido ha una forma sferica. Quando le cell sono una accanto
all’altra o a seconda dove sono inserite assumono una forma poliedrica. La
forma delle cell può essere molto diversa. Possiamo avere cell che misurano da
4 µm (es:
linfociti) a 300 µm (cell
uovo, cell nervose). Le cell epatiche del ratto e dell’elefante hanno la stessa
dimensione, solo che il ratto ne ha di meno. Sono infatti cell omologhe (hanno la stessa funzione e
quindi la stessa dimensione).
La membrana cell, anche detta
m. citoplasmatica, circonda sempre la
cell. all’interno troviamo il citoplasma. La membrana cell serve a delimitare
la cell e ad impedire gli scambi o permetterli, infatti ha una struttura
semimpermeabile. La membrana permette l’ingresso di ioni e la liberazione dei
prodotti della cell. Esocitosi: i
prodotti della cell vanno verso l’esterno. Nel margine apicale della cell, essa
libera quello che ha prodotto. I granuli di secreto possono servire alla cell
stessa o possono essere liberati. Endocitosi:
quello che entra nella cell. Tra due membrane cell di due cell adiacenti c’è
uno spazio intercell sottile. La membrana ha una struttura a mosaico fluido: 2 strati di
lipidi, dove sono immerse le proteine
(alcune si muovono, alcune stanno ferme). I lipidi sono fosfolipidi, ma anche colesterolo (da consistenza) e glicolipidi (danno delle caratteristiche
di carattere immunitario). I lipidi presentano un’estremità idrosolubile (idrofila) o polare, mentre l’altra è idrofobica o apolare. Le molecole dei
lipidi sono orientate con la parte polare
verso il citoplasma, mentre le parti
apolari si affrontano (una contro l’altra) al centro dello strato lipidico.
Le proteine possono essere disposte sul versante interno (citoplasmatico) o su
quello esterno del doppio strato lipidico e queste sono le proteine estrinseche (periferiche, sono fisse). Le proteine intrinseche, invece, penetrano profondamente nel
doppio strato lipidico e lo attraversano sporgendo con le loro estremità sia
sul versante interno che su quello esterno (possono attraversare lo strato
lipidico e trasportare piccoli elementi, ioni da un lato all’altro). La maggior
parte delle proteine intrinseche può
muoversi liberamente e con rapidità lungo il doppio strato lipidico, altre,
invece, rimangono ferme in quanto sono ancorate cioè legate a dei complessi. Le
proteine carrier (trasportatrici)
trasportano all’interno l’elemento che hanno agganciato all’esterno (legano
sostanze e le trasferiscono attraverso il doppio strato lipidico, portano le
sostanze legate da un lato della membrana a quello opposto, liberandole), si
muovono, attraversando più volte lo spessore della membrana.
Nel citoplasma, dentro la
cell, tra la membrana cell e il nucleo, troviamo il citosol, parte amorfa, gel colloidale, sostanza priva di forma dove
sono immersi gli organuli citoplasmatici.
Questi hanno forma definita, sono dispersi nel gel: i ribosomi, il SER, il RER, i lisosomi,
l’apparato di Golgi, i mitocondri, (inoltre filamenti, microtubuli, centrioli) i quali hanno proprie forme e
funzioni.
I ribosomi sono organuli
deputati alla sintesi proteica, si
vedono al microscopio in ammassi (punti neri sparsi nel citoplasma o nei
mitocondri), se non ancorati all’RNA sono divisi in subunità minore e maggiore. Al momento della sintesi proteica la subunità minore si lega all’mRNA. Se
tanti ribosomi si agganciano alla stessa molecola di mRNA si chiamano poliribosomi o polisomi. I polisomi possono essere liberi o
ancorati alle cisterne del reticolo endoplasmatico che prende il nome di RER. L’ancoraggio
(mediante la subunità maggiore) avviene
quando la proteina sintetizzata dal ribosoma deve essere versata nelle cisterne
del reticolo. Ad un segnale il ribosoma si aggancia al reticolo endoplasmatico
e passa attraverso diverse strutture a sacco dove si trovano le proteine. Una
volta che il ribosoma ha formato la proteina: o questa rimane nella cell o si
tratta di un ormone che deve essere
liberato e deve andare fino alla membrana citoplasmatica dove avviene la
liberazione. Infatti i polisomi liberi sintetizzano proteine che rimangono
all’interno della cell, mentre quelli ancorati formano proteine che entrano
nelle cisterne del reticolo e dopo il passaggio attraverso l’apparato di Golgi
vengono segregate in vescicole di secrezione e lisosomiali.
Il RER si compone di sacchi
appiattiti o cisterne sulla cui
superficie esterna (citoplasmatica) sono ancorati molti ribosomi. All’interno
delle cisterne ci sono le proteine sintetizzate dai ribosomi e destinate, dopo
il passaggio attraverso l’apparato di Golgi ad essere secrete dalla cell. Se i
ribosomi si staccano dal RER e questo rimane senza ribosomi attaccati, diventa
SER. Il SER si occupa della sintesi
dei lipidi, in sacche appiattite, senza la presenza di ribosomi. È in grado
di disintossicare, ossia trasformare farmaci
o metaboliti in lipidi solubili (idrosolubili) che possono abbandonare la cell.
L’apparato di Golgi si
presenta come un reticolo costituito da filamenti nel citoplasma, costituito da
gruppi di cisterne o sacchi appiattiti, impilate una sull’altra e di vescicole.
Le proteine dal ribosoma vanno nel RER e poi all’apparato di Golgi. Qui le
proteine si trasformano e poi si staccano. Al trasporto delle proteine sono
adibite le vescicole trasportatrici,
che si staccano, dal RER e arrivano nelle cisterne più esterne della faccia convessa (dove si fondono con
essa). Il materiale versato nelle cisterne della faccia convessa viene poi
trasferito tramite vescicole che si
staccano all’estremità delle cisterne stesse in cisterne più interne fino a
raggiungere quelle della faccia concava.
La cisterna più interna della faccia concava è connessa ad una rete nella quale
vengono immesse proteine che sono poi raccolte in vescicole secretorie gemmate dalla rete. Le vescicole contenenti
una proteina e un glucide si staccano e vengono trasferite verso la superficie
della cell e versate all’esterno (esocitosi o secrezione).
Il lisosoma è un organulo
citoplasmatico che ha il compito di demolire, eliminare, digerendole le
particelle che alla cell non servono più o batteri o virus. È un inceneritore
della cell per eliminare le parti invecchiate. La cell fagocita queste cose all’interno del lisosoma. La particella da
eliminare viene inglobata in una vescicola delimitata dalla membrana citoplasmatica
(lisosoma primario o endosoma). Degli enzimi fanno precipitare il pH nella
vescicola e si forma il lisosoma (solo al momento della fusione dei
prolungamenti della membrana). Si forma quindi un corpo residuo (una particella
amorfa) che non da fastidio alla cell.
I mitocondri formano
l’energia per la cell che viene accumulata sotto forma di ATP. Il mitocondrio può essere sferico o a bastoncello, possono
essere di num vario. Vengono visti al microscopio elettronico e sono formati da
due membrane: una interna (presenta creste: creste mitocondriali) ed una esterna (liscia all’interno e
all’esterno). Tra le membrane ci sono la camera
mitocondriale esterna e la camera
mitocondriale interna con all’interno la matrice. Sulle creste avviene la respirazione e la sintesi dell’ATP (ossia la formazione dell’ATP,
attraverso l’ATP sintetasi) a livello della membrana mitocondriale interna,
infatti qui sono presenti proteine, composti, enzimi per sintetizzare ATP. Questa
trasformazione inizia nella matrice citoplasmatica (citosol) all’esterno del
mitocondrio ed è chiamata glicolisi anaerobia. Da tale processo, che ha
luogo in assenza di ossigeno, si forma l’acetato attivo (acetil-CoA) e ne deriva
ATP. L’acetil-CoA penetra nei mitocondri e dà inizio alla glicolisi aerobia, in presenza di oss.
Citoscheletro
Struttura che fa si che la cell
abbia una forma: 1) microfilamenti; 2) filamenti intermedi e f. spessi; 3)
microtubuli.
1) I microfilamenti
sono costituiti da actina, sono presenti
nel citoplasma.
2) I filamenti
intermedi si trovano nel citoplasma. I f. spessi sono formati da miosina.
3) I microtubuli
cono costituiti da tubulina
(proteina; α
e β tubulina alternata). 13 filamenti formano i microtubuli. I microtubuli
formano l’apparato della sfera tubulosa.
I centrioli sono
generalmente due (cilindri cavi costituiti da tanti microtubuli, perpendicolari
tra loro).
Nucleo
È posto all’interno della cell, ma
non è un organulo citoplasmatico. In tutte le cell è presente il nucleo. Il
nucleo è costituito da DNA, anche RNA, nucleolo
(sede della sintesi dell’RNA ribosomiale e dei ribosomi), cromatina, (e una fase liquida), ed è
circondato da una doppia membrana che
forma l’involucro nucleare e presenta
una membrana esterna (in rapporto col
citoplasma, può essere in collegamento col reticolo endoplasmatico, con
ribosomi) e una interna (verso il
nucleo, a contatto con il materiale nucleare): le proteine devono poter
passare. Le due membrane in alcuni punti si avvicinano e si saldano,
delimitando delle aperture (pori nucleari),
che permettono il passaggio e lo scambio di materiale dall’interno (nucleo) all’esterno
(citoplasma) e viceversa (con dispendio energetico e consumo di ATP). Poro:
formato da anelli con diametro
maggiore (l’anello interno ha dimensioni
maggiori per permettere il passaggio di molecole di grandezza diversa). Il
nucleo è formato da cromatina che
contiene DNA sotto forma di filamento
(eterocromatina, in ammassi; eucromatina, dispersa, filamentosa), proteine, e pochi lipidi. Prima della
divisione cell i filamenti di cromatina si spiralizzano e si appaiano e
costituiscono un cromosoma. Ogni
filamento prende il nome di cromatide.
Divisione delle cellule
Molte cell dell’organismo vanno
incontro a divisione, cioè si moltiplicano. Da una cell madre si formano due
cell figlie uguali alla cell da cui sono derivate. La formazione di due nuove
entità cell prende il nome di mitosi, in quanto le cell figlie
possiedono lo stesso num di cromosomi
della cell madre. Sono diploidi. La mitosi interessa le cell somatiche (di apparati respiratori, ecc.).
La meiosi è la
divisione cell che avviene durante la formazione delle cell uovo e degli
spermatozoi, interessa infatti il gene. Le cell figlie possiedono la metà del patrimonio cromosomico
della cell madre. Sono aploidi. La cell si divide e forma due cellule.
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