★ Da sapere
Approfondimenti
Nel 1665 Robert Hooke osservò al microscopio una sottile fettina di sughero e chiamò «cellule» le strutture delimitate che gli ricordavano le cellette di un monastero; vide pareti di cellule vegetali ormai vuote.
Matthias Schleiden formulò nel 1838 l’affermazione che tutti gli organismi viventi sono composti da cellule, e Theodor Schwann la formulò nel 1839. - M. Schleiden
Rudolf Virchow affermò nel 1855 che tutte le cellule derivano da cellule preesistenti. - R. Virchow
★ Da sapere
Il corpo umano è organizzato in cellule, tessuti, organi e apparati o sistemi.
Ogni cellula può crescere, riprodursi, trasformare energia, reagire agli stimoli ambientali e adattarsi.
Approfondimenti
I quattro tipi di tessuto sono:
I tessuti epiteliali rivestono il corpo, quelli nervosi contengono cellule eccitabili, quelli muscolari cellule contrattili e quelli connettivi collegano tessuti e organi.
Gli apparati riuniscono organi che collaborano alla stessa funzione.
Le nuove cellule si formano per crescita e divisione di cellule preesistenti.
Cellule → tessuti → organi → apparati: l’organizzazione procede dal piccolo al grande.
★ Da sapere
📌 Nei procarioti il DNA, formato da una singola molecola, si trova nel nucleoide, un’area non delimitata da doppia membrana; negli eucarioti il DNA si trova nel nucleo delimitato dalla doppia membrana dell’involucro nucleare, detto carioteca.
Approfondimenti
Il contenuto interno del nucleo eucariotico è detto nucleoplasma.
Le cellule possiedono un programma genetico e condividono citoplasma, materiale genetico organizzato in nucleo o nucleoide e membrana plasmatica.
Le cellule della mucosa intestinale assorbono sostanze nutritive, le cellule nervose ricevono e trasmettono impulsi e le cellule del sangue trasportano ossigeno.
La membrana plasmatica ha uno spessore indicato tra 5 e 10 nm.
I microvilli aumentano la superficie disponibile per assorbire nutrienti e altri materiali.
★ Da sapere
I tre domini sono:
Il sistema di Linneo usa la nomenclatura binomiale, che identifica ogni specie con il nome del genere seguito dall’epiteto specifico, come Homo sapiens. - Linnaeus
Approfondimenti
La classificazione molecolare e la filogenesi possono basarsi sul confronto di sequenze di DNA, RNA e amminoacidi; gli alberi filogenetici possono essere costruiti confrontando le sequenze di rRNA della subunità minore dei ribosomi.
La classificazione gerarchica procede da specie a genere, famiglia, ordine e classe.
Whittaker propose una classificazione in 5 regni nel 1969, mentre Woese propose una classificazione in 6 regni nel 1977. - Whittacker
La classificazione presentata distingue cellule procariotiche ed eucariotiche e indica Bacteria e Archaea tra i procarioti, mentre Protisti, Piante, Funghi e Animali sono eucarioti.
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📌 Nelle cellule procariotiche il DNA si trova nel nucleoide, un’area nucleare non delimitata da un compartimento, anziché in un nucleo.
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Il citoplasma procariotico è una matrice a granulosità variabile che contiene acqua, ioni, macromolecole e ribosomi, senza compartimenti interni.
Le reazioni metaboliche dei procarioti non sono compartimentalizzate e l’intera cellula opera come una singola unità.
Le cellule procariotiche hanno dimensioni variabili da 0,2 μm a 30 μm e possono contenere plasmidi, molecole circolari di DNA più piccole del DNA principale, capaci di replicarsi autonomamente.
La maggior parte dei batteri e degli Archea contiene da 1000 a 6000 geni.
★ Da sapere
I cocchi sono cellule rotondeggianti, i bacilli sono a bastoncello e gli spirilli sono a spirale; il vibrione del colera è uno spirillo a forma di virgola dotato di flagello.
I cocchi possono disporsi in coppie dette diplococchi, in catene dette streptococchi o in aggregati irregolari simili a grappoli detti stafilococchi.
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Un flagello batterico è formato da:
La capsula dello Streptococcus pneumoniae può proteggerlo dalla fagocitosi dei leucociti e la sua presenza è necessaria perché il ceppo causi polmonite batterica.
★ Da sapere
Come decompositori, i procarioti scindono molecole organiche in composti più semplici contenenti carbonio, zolfo, azoto e fosforo, utili a piante e animali.
Alcuni batteri e Archea fissano l’azoto riducendo l’azoto atmosferico (N₂) in ammoniaca (NH₃); questa può essere successivamente ossidata da microrganismi nitrificanti a nitriti e quindi a nitrati assimilabili dalle piante.
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I procarioti decompongono sostanze inquinanti come petrolio e benzina e sono impiegati nel biorisanamento; circa 1000 specie di batteri e funghi sono usate per bonificare aree inquinate.
I procarioti sono impiegati per produrre antibiotici e alimenti come yogurt e formaggi, mentre gli Archea forniscono enzimi resistenti alle alte temperature e i metanogeni sono usati per produrre biogas.
★ Da sapere
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Gli Archea sono procarioti indicati come antichi, dal greco archè, e possono vivere sia in habitat comuni sia in condizioni estreme.
Gli Archea alofili estremi vivono in condizioni di elevata salinità, come nelle zone attorno alla baia di San Francisco.
★ Da sapere
📌 Le cellule eucariotiche sono compartimentalizzate in strutture delimitate da membrane, nelle quali processi chimici diversi possono avvenire simultaneamente e indipendentemente; gli organuli hanno funzioni e strutture specifiche.
I procarioti abitano la Terra da più di 3,5 miliardi di anni, mentre gli eucarioti sono apparsi circa 2,2 miliardi di anni fa.
Alcuni organuli eucariotici possono essersi formati per introflessione della membrana plasmatica, mentre altri possono essersi originati per endosimbiosi, cioè attraverso l’ingestione di una cellula seguita da una relazione simbiotica.
Secondo la teoria endosimbiotica, un procariote fu inglobato da una cellula precursore degli eucarioti, forse anaerobia e capace di fagocitosi, e si stabilì permanentemente nel citoplasma instaurando una relazione simbiotica.
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La teoria endosimbiotica propone che batteri aerobi abbiano originato i mitocondri e che cianobatteri fotosintetici abbiano originato i cloroplasti delle cellule vegetali.
A sostegno dell’endosimbiosi, mitocondri e cloroplasti possiedono una doppia membrana e DNA circolare, mentre i mitocondri hanno dimensioni simili ai batteri, ribosomi piccoli di tipo procariotico e si dividono per scissione; anche il DNA mitocondriale si divide come quello batterico.
L’ingestione stabile di procarioti conduce alla simbiosi e all’origine di mitocondri e cloroplasti.
Procarioti ed eucarioti
| Caratteristica | Procarioti | Eucarioti |
|---|---|---|
| DNA | Nel nucleoide, senza doppia membrana | Nel nucleo delimitato dalla carioteca |
| Organizzazione | Cellula procariotica | Cellula eucariotica |
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Qual è la più piccola unità fondamentale della vita?
La cellula.
Quali livelli organizzativi compongono il corpo umano?
Cellule, tessuti, organi e apparati o sistemi.
Quale anno e quale autore sono associati alla formulazione cellulare di tutti gli organismi viventi?
Matthias Schleiden, nel 1838.
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