1. introdcellule
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Il documento tratta la struttura e le funzioni delle cellule, evidenziando le differenze tra procarioti ed eucarioti. Viene discusso il ruolo delle macromolecole, come DNA e proteine, e la loro importanza nelle funzioni cellulari, nonché i processi di replicazione e scambio genetico nei batteri. Infine, viene descritta la composizione e le caratteristiche delle membrane cellulari.
1. introdcellule
- 1. La Cellula
- 2. Le molecole degli organismi viventi Le attività delle molecole cellulari sono governate dagli stessi principi della chimica L’ acqua di una cellula, gli ioni inorganici e piccole molecole organiche rappresentano il 75-80% del peso di una cellula vivente Le macromolecole (proteine, polisaccaridi, DNA) rappresentano il rimante del peso di una cellula
- 3. Esempi di macromolecole cellulari
- 4. DNA ai raggi X
- 5. Watson and Crick, Nature, 1953 “ We wish to suggest a structure for the salt of Deoxyribose nucleic acid (DNA). This structure has novel features which are of considerable biological interest.”
- 6. DNA e Nobel James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins Rosalind Franklin
- 26. La membrana plasmatica separa la cellula dall’ambiente Figure 1-6 La struttura fondamentale di tutte le membrane cellulari è il lipid bilayer Specifiche proteine di membrana presenti in differenti membrane cellulari conferiscono ad ogni membrana funzioni specifiche
- 27. Membrana e parete cellulare in batteri
- 28. Micrografia elettronica dei 70S
- 29. Organismi con struttura cellulare semplice e senza nucleo non separato dal citoplasma BATTERI PROKARIOTI
- 30. PROKARIOTI Due tipi principali: batteri ed archaeobatteri
- 31. EUKARIOTI Figure 1-7b - Organismi unicellulari o pluricellulari - Strutturalmente più complessi: organelli e citoscheletro
- 32. Sono caratterizzati da una cellula avente un nucleo delimitato da una membrana che lo separa dal citoplasma, organelli interni mitocondri, cloroplasti… complessi di membrane Sono Eucarioti: alghe, funghi, protozoi, piante superiori e animali EUKARIOTI
- 35. PROKARIOTI
- 37. Batteri ed Eucarioti I genomi batterici sono circolari , mentre è lineare quello degli eucarioti. I batteri hanno molti meno geni degli eucarioti, e variano da ~ 1,800 (es. H. influenzae ) a ~ 4,200 per batteri quali E. coli e B. subtilis . Un eucariote con un genoma piccolo (come i lieviti S. cerevisiae e S. pombe ) hanno da ~ 4,500 a ~ 6,000 geni ed eucarioti complessi (vertebrati) hanno ~ 40,000 genes [il numero esatto è ancora poco chiaro).
- 38. Batteri ed Eucarioti I Batteri si dividno per fissione binaria e si scambiano il materiale genetico in maniera diversa dalla riproduzione sessuale degli eucarioti. Quindi, il processo di mitosi e meiosi non avviene nei procarioti. Invece, il cromosoma batterico viene “diviso” tra le cellule figlie aderendo alla membrana (non vi è lo spindle mitotico). Sono presenti 3 processi che determinano scambio di materiale genetico fra batteri: CONIUGAZIONE - transferimento di materiale genetico tramite il contatto fisico tra batteri; TRANSFORMAZIONE - uptake di materiale genetico direttamente dall’ambiente ; TRANSDUZIONE - transferimento di materiale genetico tramite fagi (virus batterici, batteriofagi).
- 41. Altri componenti batterici CAPSULE scarsa antigenicità fattori di virulenza FLAGELLI flagellina - ATP chemiotassi PILI pilina adesività Pili F Fattori sessuali Coniugazione
Editor's Notes
- #2: La cellula rappresenta l’unità fondamentale di tutti gli organismi, e possiede aspetti strutturali e funzionali carateristici.
- #3: Il metabolismo si svolge attraverso reazioni biochimiche catalizzate da proteine dette enzimi.
- #4: Fig. 1.9 Lodish
- #22: Fig. 1.8 Perry Sezione trasversale di una cellula batterica. Questa microfotografia elettronica di una sezione sottile di Sporosarcina ureae mostra la parete cellulare (W), la membrana cellulare (M) e un materiale nucleare (N) che appare come materiale fibroso disperso nel citoplasma.
- #24: Fig 1.8 Perry Sezione trasversale di una cellula eucariotica Protozoo del genere Acanthamoeba che mostra la membrana cellulare (CM), la membrana nucleare (NM) e i mitocondri (M).
- #26: Fig.1.5 Perry Struttura di una cellula: Lo schema mostra le quattro principali componenti di una cellula tipica: parete cellulare, membrana cellulare, citoplasma, area nucleare. Molti microrganismi (Tutti i funghi, gran parte delle alghe e dei batteri) possiedono uno strato esterno alla membrana cellulare detto parete cellulare, struttura rigida che conferisce la forma alla cellula. mentre molti PROTOZOI ne sono privi per cui la loro struttura delimitante è la membrana. A differenza delle piante e degli animali, che sono tutti pluricellulari, molti microrganismi sono formati da una singola cellula, e per tale motivo sono definiti unicellulari. La maggior parte dei batteri e dei protozoi, ma non tutti, è unicellulare, mentre fra i funghi solo un gruppo lo è: i lieviti. Le piante e gli animali sono macroscopici, essi infatti sono organizzate in tessuti e organi, nessuno dei quali è presente nei microrganismi.
- #27: Fig 1.13 Lodish
- #29: Fig 4.27 Perry Il ribosoma è una struttura complessa contenente RNA e proteine. Studi condotti sulle molecole di RNA ribosomale indicano che queste hanno subito modificazioni estremamente lente durante l’evoluzione. Proprio in virtù della loro natura altamente conservata e per la loro diffusione universale, tali molecole sono state utilizzate negli studi condotti per valutare il grado di relazione evolutiva esistente fra i vari organismi. Le molecole di rRNA 16S e 18S (dove S si riferisce a unità Svedberg, riferita alla massa e alla densità di una molecola) sono le più frequentemente utilizzate allo scopo.
- #31: Fig 1.2 Lodish
- #32: Fig 1.2 Losdish
- #34: In seguito a tali studi sono attualmente riconosciuti dai biologi tre domini principali di organismi : i Bacteria, gli Archaea (comprendono microrganismi che vivono in ambienti salini saturi o in ambienti a temperature elevate) e gli Eucarya. Fig. 1.6 Perry Albero filogenetico della vita: Questo schema mostra l’albero filogenetico generale della vita definito sulla base delle comparazioni delle sequenze dellRNA ribosomale (16S e 18S). I due domini procariotici sono i Bacteria e gli Archaea. Tutti i microrganismi eucariotici sono collocati in un dominio separato, gli Eucarya, unitamente ai “regni” animale e vegetale. Gli Eucarya comprendono numerosi “regni” di microrganismi, fra cui i funghi e vari protisti. Anche i Bacteria e gli Archaea comprendonno numerosi “regni”, che in questo testo chiameremo phyla. I Bacteria contengono almeno 30 phyla, molti dei quali non sono stati ancora mai studiati in laboratorio.
- #35: Fig 1.7 Perry Disegni di microrganismi rappresentativi, come appaiono al microscopio ottico. I due esempi di batteri sono un grosso bastoncello, Bacillus megaterium, e un piccolo bastoncello, Escherichia coli. Gli organismi eucariotici sono un’ameba (un protozoo), un lievito (Saccharomyces cerevisiae) e un’alga (Chlamydomonas nivalis). Da notare il cloroplasto a forma di calice e i due flagelli di C. nivalis.
- #37: Fig 1.16 Perry Evoluzione delle principali linee di discendenza. Questo schema mostra la probabile origine degli organismi eucariotici e procariotici da un progenota. E’ probabile che i primi progenoti siano state forme precellulari a RNA senza membrane cellulari.
- #40: Fig 1.13 Perry Divisione della cellula procariotica Benchè questo processo sia analogo alla mitosi degli organismi eucariotici, la mitosi coinvolge aspetti strutturali complessi che sono invece assenti nei batteri.