Cellule eucariote

• Cellule eucariote


  Contengono DNA nel nucleo e hanno una struttura più complessa rispetto alle cellule procariotiche
• Cellule eucariote


  • Sono delimitate dalla membrana plasmatica
  • Hanno una struttura interna compartimentata delimitata da membrane
  • Contengono organelli specifici con funzioni particolari
• Compartimentazione della cellula eucariote

  1. Gli organelli sono avvolti da membrane

  2. Gli organelli e le altre strutture cellulari possono essere osservati al microscopio elettronico o isolati con procedure specifiche
• Organelli presenti in tutte le cellule eucariote

  • Nucleo
  • Mitocondri
  • Apparato di Golgi
• Organelli presenti solo in cellule vegetali o animali

  • Cloroplasti (cellule vegetali)
  • Lisosomi (cellule animali)
• Enzimi


  Catalizzatori biologici che accelerano una reazione chimica senza essere modificati in modo permanente
• Specificità degli enzimi


  Deriva dalla loro struttura tridimensionale, permettendo loro di catalizzare reazioni chimiche specifiche
• Nelle cellule eucariote sono presenti compartimenti interni delimitati da membrane chiamati organelli, ognuno dei quali svolge una funzione specifica
• Protocellule


  Strutture tondeggianti delimitate da un doppio strato lipidico, simili alle prime cellule apparse miliardi di anni fa
• Formazione delle protocellule


  1. Molecole di acidi grassi in acqua formano strutture sferiche con doppio strato lipidico

  2. Alcune molecole d'acqua rimangono intrappolate all'interno

  3. Si forma un secondo strato di acidi grassi per stabilizzare la struttura
• Le protocellule non sono vere cellule, non possiedono le sofisticate funzioni delle attuali membrane plasmatiche e non sono in grado di riprodursi o svolgere tutte le reazioni metaboliche delle vere cellule
• Sviluppo dei compartimenti cellulari nella cellula eucariote

  1. Formazione di membrane interne per introflessione della membrana plasmatica

  2. Connessione tra reticolo endoplasmatico e involucro nucleare

  3. Comparsa di organelli come mitocondri e cloroplasti per endosimbiosi
• Endosimbiosi


  Processo in cui una cellula ingerisce e non digerisce un'altra cellula, che perde la sua autonomia e diventa un organulo specializzato della cellula ospite
• Mitocondri e cloroplasti delle cellule eucariote attuali sarebbero i residui di antichi organismi simbionti
• Il sistema di membrane interne potrebbe aver avuto origine da ripiegamenti della membrana plasmatica, mentre mitocondri e cloroplasti si sarebbero formati per endosimbiosi
• Organismi


  Esseri viventi
• Energia


  Energia ricavata dall'ambiente e trasferita sotto forma di molecole di ATP che alimentano le reazioni cellulari
• Reazioni redox


  Reazioni del metabolismo
• Gli organismi hanno bisogno di energia
• Gli organismi viventi scambiano continuamente energia con l'ambiente
• Energia chimica


  Energia conservata all'interno delle molecole e degli atomi, che può essere trasformata facilmente in altre forme di energia
• Forme di energia


  • Energia cinetica
  • Energia potenziale
  • Energia elettrica
  • Energia termica
  • Energia chimica
• Gli esseri viventi utilizzano energia per compiere reazioni chimiche, per muoversi, per accrescere le proprie strutture corporee
• ATP


  Molecola energetica che agisce come una moneta di scambio, le cellule la utilizzano per alimentare i propri meccanismi biochimici
• Sintesi e idrolisi dell'ATP

  1. Prelevare energia dalle reazioni cellulari di demolizione

  2. Rilasciare energia nelle reazioni di sintesi e negli altri processi cellulari che richiedono energia
• Le cellule richiedono milioni di molecole di ATP ogni secondo per mantenere attivi i propri meccanismi biochimici
• Membrana plasmatica


  Membrana semipermeabile che regola il passaggio selettivo di alcune sostanze
• Trasporto attraverso la membrana

  1. Trasporto passivo (senza consumo di energia)

  2. Trasporto attivo (con consumo di energia)
• Diffusione


  Movimento casuale e spontaneo delle molecole verso uno stato di equilibrio, senza consumo di energia
• Diffusione


  • Avviene secondo gradiente di concentrazione
  • È un meccanismo di trasporto passivo
• Nella cellula esistono tre meccanismi di trasporto: diffusione semplice, osmosi, diffusione facilitata
• Le distanze sono molto limitate, la fusione è rapida tra ioni e micromolecole, per esempio possono spostarsi da un'estremità all'altra di un organo nel giro di un millisecondo
• L'utilità della diffusione diminuisce rapidamente al crescere della distanza, distanze superiori al centimetro possono richiedere anche più di un secondo
• Nella soluzione priva di barriere, tutte le sostanze diffondono a una velocità che dipende dalle loro proprietà fisiche, dalla temperatura e dal gradiente di concentrazione
• Anche se le molecole continuano ad attraversare la membrana, il flusso in uscita è uguale a quello in entrata perciò non c'è nessuna variazione della concentrazione
• Meccanismi di diffusione


  • Diffusione semplice
  • Osmosi
  • Diffusione facilitata
• Caratteristiche comuni dei meccanismi di diffusione

  • Avvengono secondo gradiente, cioè dalla zona a concentrazione maggiore verso la zona a concentrazione minore
  • Sono meccanismi di trasporto passivo, cioè non richiedono energia
• La diffusione è un processo spontaneo di spostamento casuale delle sostanze verso uno stato di equilibrio dinamico
• Diffusione semplice


  Passaggio secondo gradiente di piccole molecole attraverso il doppio strato fosfolipidico di una membrana
• Le molecole più piccole, come l'acqua, e quelle solubili nei lipidi attraversano facilmente la membrana per diffusione semplice; le molecole grandi, polari o dotate di carica elettrica diffondono con difficoltà