Biologia per istituti tecnici/La cellula eucariote

La cellula animale

La cellula animale è la cellula che caratterizza gli organismi del regno animale. Le sue dimensioni variano mediamente tra i 10 e i 100 micrometri (micron). Vengono qui di seguito elencate le principali caratteristiche:

1. NUCLEO: Ha una forma rotondeggiante. Contiene il DNA che a sua volta contiene le informazioni per la vita della cellula.

a: DNA: è un doppio filamento con una struttura simile ad una scala a pioli. Contiene le informazioni codificate con quattro basi azotate (quattro lettere: A,T,C,G). È come se nel DNA ci fosse una sequenza di lettere del tipo --A-T-T-C-G-G-T-A-A-C-A-T-T-A-C-G-G-C-T-G-C-G-A-T-T-A-C-C-C-T--ecc. Ogni gruppo di tre lettere (codone) codifica per un specifico amminoacido (il monomenro delle proteine).

b: NUCLEOLO: produce i ribosomi.

c: MEMBRANA NUCLEARE: è una doppia membrana che presenta dei "buchi" detti pori nucleari.

d: RNA MESSAGGERO: è una copia di una porzione di DNA, che verrà portata all'esterno fino ai ribosomi

e: PORI NUCLEARI: permettono all'RNA messaggero di uscire dal nucleo

2. RETICOLO ENDOPLASMATICO RUVIDO: è collocato attorno al nucleo, ha una forma a sacche schiacciate collegate tra loro. Viene definito rugoso per la presenza di ribosomi sulla membrana. Ha la funzione di sintetizzare proteine. Ogni ribosoma riceve l'informazione dall'RNA messaggero (che arriva dal nucleo) e con questa costruisce la proteina all'interno della sua cavità. Queste proteine in genere non sono ancora funzionanti e vengono spedite al Golgi perché siano modificate e rese funzionanti.

a: membrana del reticolo endoplasmatico

b: il ribosoma riceve il filamento di RNA e crea all'interno la proteina

c: si formano delle vescicole che spediscono le proteine verso l'apparato di Golgi (n°3)

3. APPARATO DI GOLGI: è formato da sacche schiacciate non collegate tra loro. Riceve le proteine dal RE ruvido, le rielabora e le spedisce laddove servono.

a: la proteina arriva dal R.E. ruvido tramite vescicole che si muovono lungo un filamento del citoscheletro, come se seguissero una rotaia

b: la proteina viene rielaborata

c: le proteine vengono spedite dentro a vescicole. Anche in questo caso le vescicole si spostando grazie alle "rotaie" del citoscheletro.

4. RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO: È simile come forma al RE ruvido ma è liscio per l'assenza dei ribosomi. Sintetizza i lipidi (es. colesterolo) ed elimina sostanze tossiche (ad. es. farmaci)
5. MITOCONDRIO: ha una forma a "fagiolo" o a "pagnotta". Presenta una membrana esterna liscia ed una interna molto ripiegata (a). È la centrale energetica della cellula. Al suo interno avviene la respirazione cellulare, cioè la reazione chimica che degrada il glucosio per produrre energia da distribuire alla cellula sotto forma di ATP. La reazione è GLUCOSIO + O₂ --> CO₂ + H₂O + energia (ATP).

a: la membrana interna ripiegata

b: glucosio e ossigeno

c: anidride carbonica, acqua e ATP (la molecola che raccoglie l'energia dalla reazione chimica e la trasporta in giro per la cellula)

6. LISOSOMA: è una vescicola che fa da pattumiera per la cellula. Viene anche usata per "digerire" materiali che la cellula prende dall'esterno.
7. RIBOSOMI LIBERI: ribosomi liberi nel citoplasma, che sintetizzano proteine del citoplasma.
8. MEMBRANA CELLULARE: delimita la cellula ed è formata da un doppio strato di fosfolipidi (in mezzo ai quali c'è anche il colesterolo).

a: testa idrofila del fosfolipide

b: code idrofobe del fosfolipide

c: proteine di membrana (hanno diverse funzioni)

9. CITOSCHELETRO: è una rete di "filamenti" presenti all'interno della cellula con varie funzioni:

• rende la cellula più robusta
• le dà la sua forma
• permette eventualmente il movimento (es nell'ameba).
• favorisce lo spostamento delle vescicole che vanno e vengono dal Golgi, come se si muovessero su rotaie.

10. CIGLIA E FLAGELLI: il flagello (a) è un singolo filamento mobile che permette alla cellula di muoversi (es. nello spermatozoo). Le ciglia (b) sono molte e sono più corte rispetto al flagello. Possono anch'esse permettere il movimento (es. nel paramecio), oppure mettono in movimento qualcosa, pur essendo la cellula ferma (es. nelle tube mettono in movimento l'ovocita, nei bronchi lo sporco e il catarro).

La cellula vegetale

La cellula vegetale è la cellula che caratterizza gli organismi del regno vegetale. Le sue dimensioni variano mediamente tra i 10 e i 100 micrometri (micron). Vengono qui di seguito elencate le principali caratteristiche. Le prime tre strutture rappresentano le strutture tipiche di una cellula vegetale (non sono presenti in quella animale):

1. VACUOLO: è una grande "cisterna" prevalentemente di acqua (arriva ad occupare anche il 90% della cellula!). Ha diverse funzioni:

• mantiene la cellula turgida ("gonfia") in modo che sia più rigida (i vegetali non hanno uno scheletro per stare verticali)
• fa da discarica per le sostanze dannose
• è una riserva di acqua
• può contenere il pigmento per colorare la cellula, es. nei fiori. Ha quindi un ruolo nella riproduzione delle piante.

2. CLOROPLASTI: è un organulo a forma di "pagnotta" che ha il compito di catturare la luce e produrre sostanza organica (glucosio) con la reazione chimica di fotosintesi. È formato da una membrana esterna e da strutture interne a sacchi schiacciati (tilacoidi) impilati uno sopra l'altro a formare dei "multistrati" di membrane detti grana. In queste membrane è presente la clorofilla che cattura la luce.

a: i tilacoidi che formano i grana.

b: anidride carbonica (CO₂), viene assorbita dall'atmosfera

c: acqua (H₂O), assorbita dalle radici. Luce che fornisce l'energia per la fotosintesi (che è praticamente il contrario della respirazione cellulare): CO₂ + H₂O + energia (luce) --> GLUCOSIO + O₂

d: glucosio e ossigeno(O₂), i due prodotti della fotosintesi. L'ossigeno per la pianta è uno scarto, mentre il glucosio viene utilizzato per fare la cellulosa, l'amido e per produrre energia nei mitocondri.

3. PARETE CELLULARE: si trova sopra la membrana cellulare ed è la struttura che riveste e irrobustisce la cellula. È fatta di cellulosa (polimero di glucosio).
4. AMILOPLASTI o LEUCOPLASTI: è un organulo che accumula amido (a) al suo interno. L'amido serve come riserva energetica per la cellula e la pianta e si ottiene polimerizzando il glucosio ottenuto con la fotosintesi. Non si trovano in tutte le cellule vegetali, ma solo in quelle che hanno il compito di accumulare riserve energetiche sotto forma di amido (es. nei tuberi, nelle radici, ecc.).
5. NUCLEO: Ha una forma rotondeggiante. Contiene il DNA che a sua volta contiene le informazioni per la vita della cellula.

a: DNA: è un doppio filamento con una struttura simile ad una scala a pioli. Contiene le informazioni codificate con quattro basi azotate (quattro lettere: A,T,C,G). È come se nel DNA ci fosse una sequenza di lettere del tipo --A-T-T-C-G-G-T-A-A-C-A-T-T-A-C-G-G-C-T-G-C-G-A-T-T-A-C-C-C-T--ecc. Ogni gruppo di tre lettere (codone) codifica per un specifico amminoacido (il monomenro delle proteine).

b: NUCLEOLO: produce i ribosomi.

c: MEMBRANA NUCLEARE: è una doppia membrana che presenta dei "buchi" detti pori nucleari.

d: RNA MESSAGGERO: è una copia di una porzione di DNA, che verrà portata all'esterno fino ai ribosomi

6. RETICOLO ENDOPLASMATICO RUVIDO: è collocato attorno al nucleo, ha una forma a sacche schiacciate collegate tra loro. Viene definito rugoso per la presenza di ribosomi sulla membrana. Ha la funzione di sintetizzare proteine. Ogni ribosoma riceve l'informazione dall'RNA messaggero (che arriva dal nucleo) e con questa costruisce la proteina all'interno della sua cavità (a). Queste proteine in genere non sono ancora funzionanti e vengono spedite al Golgi perché siano modificate e rese funzionanti.
7. RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO: È simile come forma al RE ruvido ma è liscio per l'assenza dei ribosomi. Sintetizza i lipidi (es. colesterolo) ed elimina sostanze tossiche (ad. es. farmaci)
8. APPARATO DI GOLGI: è formato da sacche schiacciate non collegate tra loro. Riceve le proteine dal RE ruvido, le rielabora e le spedisce laddove servono.
9. MEMBRANA CELLULARE: delimita la cellula ed è formata da un doppio strato di fosfolipidi (in mezzo ai quali c'è anche il colesterolo).
10. MITOCONDRIO: ha una forma a "fagiolo" o a "pagnotta". Presenta una membrana esterna liscia ed una interna molto ripiegata. È la centrale energetica della cellula. Al suo interno avviene la respirazione cellulare, cioè la reazione chimica che degrada il glucosio per produrre energia da distribuire alla cellula sotto forma di ATP. La reazione è GLUCOSIO + O₂ --> CO₂ + H₂O + energia (ATP).

Ecco un interessante video in inglese che spiega come le cellule ottengono l'energia: https://www.youtube.com/watch?v=i8c5JcnFaJ0

Esercizi sulla cellula

Nella pagina Biologia_per_istituti_tecnici/Esercizi sulla cellula puoi svolgere on-line alcuni esercizi.

Animazione tipo "Prezi" sulla cellula animale [1]

Animazione tipo Prezi sulla cellula vegetale [2]