L’ UNIVERSO – 11
LA CELLULA – 1°
LA CELLULA
I SEGRETI DELLA VITA
La più piccola struttura classificabile come VIVENTE
Il più grande laboratorio di chimica mai esistito nell’universo
Adesso farò una rapida esposizione (forzatamente incompleta) per farti vedere ed ammirare “tutti” i segreti che nasconde.
Spero che alla fine,qualora tu sia un ateo materialista,evoluzionista,tu possa cambiare inevitabilmente idea, per passare a quella di un DIO CREATORE.
In caso contrario,purtroppo, devo dire che,forse, non appartieni al genere Homo sapiens,ma certamente a quello dei lupi mannari.
Come si può solo pensare che tutto abbia avuto origine dal NULLA,PER CASO E DAL CAOS?? Bisogna avere veramente la mente bruciata!
– Per avere un’idea di che cosa stiamo parlando,alcuni dati:
# l’uomo è formato da 100.000 miliardi (1014) di cellule e tutte sono ben SINCRONIZZATE fra loro! Ogni minuto,ogni ora,ogni giorno,ogni anno esse lavorano mirabilmente tutte assieme con la massima precisione e costanza,che non potrebbero essere possibili se non fossero tutte e sempre “guidate” da un “disegno intelligente!”
# Ogni cellula può esser definita come un’entità chiusa ed autosufficiente: essa è infatti in grado di assumere nutrienti, di convertirli in energia, di svolgere funzioni specializzate e di riprodursi se necessario. Per fare ciò, ogni cellula contiene al suo interno tutte le informazioni necessarie. Nelle cellule è presente il DNA,il codice della vita!
# dimensioni: variano da 1 micrometro ad alcune decine,
Tieni ben presente che le dimensioni della cellula sono enormemente più piccole di 1 mm. (se non sapessi fare i conti, che in seguito tuttavia mostrerò con precisione),ebbene,tutti i processi che ti farò vedere,si svolgono all’interno di questa dimensione!
MAI l’uomo riuscirà a costruire un laboratorio chimico così complesso all’interno dello stesso spazio!
Vediamo ora gli aspetti principali di una cellula
La cellula è l’unità morfofunzionale, cioè di forma e di funzione, degli organismi viventi, la più piccola struttura ad essere classificabile come vivente.
La membrana cellulare, detta anche membrana plasmatica, plasmalemma o citomembrana, è un sottile rivestimento, con spessore di 5-10 nm (50-100 Å), che delimita la cellula in tutti gli organismi viventi, la separa dall’ambiente esterno e ne regola gli scambi di elementi e sostanze chimiche con questo.
Il nucleo cellulare è un organulo dotato di membrana contenente la maggior parte del patrimonio genetico. La presenza o meno del nucleo è alla base della classica distinzione degli organismi in procarioti, con cellule prive di nucleo, ed eucarioti, con cellule nella quasi totalità provviste di nucleo.
Il mitocondrio “filo”, “granello”, “chicco”, è un organello cellulare di forma generalmente allungata (reniforme o a forma di fagiolo), presente in tutti gli eucarioti.
Esso è dotato di un DNA proprio, il DNA mitocondriale.
Gli eritrociti (dal greco «rosso» e cytos, «cellula») o emazie o globuli rossi sono cellule del sangue. La funzione principale dei globuli rossi è il trasporto dell’ossigeno dai polmoni verso i tessuti e di una parte dell’anidride carbonica dai tessuti ai polmoni, che provvedono all’espulsione del gas all’esterno del corpo. Fanno parte degli elementi figurati del sangue insieme ai leucociti e alle piastrine e con queste ultime condividono la particolarità della mancanza del nucleo. Solo nei mammiferi sono privi di nucleo, mentre nei restanti vertebrati (come gli uccelli) ne sono provvisti.
La divisione cellulare è un processo importantissimo per la vita, in quanto esso permette ad una cellula genitore di dividersi in due o più cellule figlie e variano a seconda del tipo di cellula,può dividersi per mitosi o per meiosi
L’acido ribonucleico, in sigla RNA (dall’inglese RiboNucleic Acid), meno comunemente ARN (sigla italiana equivalente), è una molecola polimerica implicata in vari ruoli biologici di codifica, decodifica, regolazione e l’espressione dei geni. L’RNA e il DNA sono acidi nucleici, e, insieme con proteine e carboidrati, costituiscono le tre principali macromolecole essenziali per tutte le forme di vita conosciute.
Come il DNA, l’RNA è assemblato come una catena di nucleotidi, ma a differenza del DNA è più frequente in natura come un singolo filamento ripiegato su sé stesso, piuttosto che un doppio filamento accoppiato. Gli organismi cellulari utilizzano l’RNA messaggero (mRNA) per trasmettere le informazioni genetiche (mediante le lettere G, U, A, e C per indicare guanina, uracile, adenina e citosina) che dirigono la sintesi di proteine specifiche
La telomerasi è una ribonucleoproteina, un enzima che aggiunge sequenze ripetitive di DNA non codificante, TTAGGG”, al terminale 3′ dei filamenti di DNA nelle regioni dei telomeri, che si trovano alle estremità dei cromosomi eucariotici, riallungando così i telomeri accorciati in modo da mantenere integri i cromosomi.
La trasduzione del segnale è un fenomeno che avviene quando una molecola di segnale esterna va ad attivare uno specifico recettore cellulare dentro o fuori la cellula. Questo recettore va ad attivare una via biochimica dentro la cellula, creando una risposta cellulare. A seconda del tipo di cellula, la risposta può alterare il metabolismo cellulare, la forma, l’espressione genica o la sua abilità di dividersi. Il segnale può essere amplificato ad ogni passaggio. Inoltre, una molecola di segnale può provocare varie risposte.
Le zattere lipidiche (note anche con il corrispondente inglese lipid rafts) sono regioni della membrana cellulare morfologicamente identificabili rappresentate da accumuli di particolari proteine e lipidi.
– Canale ionico
Un canale ionico è una proteina trans-membrana (cioè attraversa la membrana cellulare) che permette il passaggio di determinati ioni dall’esterno all’interno della cellula o viceversa. I canali ionici sono selettivi per una o poche specie ioniche.
– Pompa ATP
La pompa sodio-potassio, detta anche pompa Na+/K+ ATP-dipendente (Na+/K+ ATPasi), è un enzima (numero EC 3.6.3.9) che si trova nella membrana delle cellule. Questo tipo di pompa ionica è il più chiaro esempio di trasporto attivo primario di sostanze attraverso la membrana plasmatica.
– Trasportatori
Con il termine trasporto di membrana ci si riferisce a diversi processi attraverso i quali la cellula è in grado di permettere l’attraversamento delle membrane biologiche alle molecole che non sono in grado di diffondervi autonomamente.
– Antiporter
Un antiporter (chiamato anche scambiatore o contro-trasportatore ) è un cotrasportatore e una proteina di membrana integrale coinvolta nel trasporto attivo secondario di due o più diverse molecole o ioni attraverso una membrana fosfolipidica come la membrana plasmatica in direzioni opposte. Na + / H + antiportatori sono stati esaminati
– Symporter
Un symporter è una proteina di membrana integrale che è coinvolta nel trasporto di molti diversi tipi di molecole attraverso la membrana cellulare. Il simulatore lavora nella membrana plasmatica e le molecole vengono trasportate contemporaneamente attraverso la membrana cellulare, ed è quindi un tipo di cotrasportatore .
– Uniporter
Un uniporter è una proteina di membrana integrale che è coinvolta nella diffusione facilitata . Possono essere canali ionici o proteine portatrici .
– Trasporto passivo /Attivo
Il trasporto passivo è una modalità di movimento di sostanze chimiche attraverso membrane biologiche tramite diffusione semplice (molecole idrofobiche o molto piccole molecole polari come l’acqua, l’urea, il glicerolo, l’etanolo e l’indolo) o diffusione facilitata (relativamente grosse molecole polari, come zuccheri semplici quali glucosio, fruttosio, galattosio ecc.).
Mentre il trasporto attivo per lo spostamento richiede il rilascio di energia chimica (idrolisi di ATP; Catena Respiratoria, Mitocondri) o l’assorbimento di fotoni (Cloroplasti; Alobatteri, Batteriorodopsina) il trasporto passivo non ne ha bisogno perché sfrutta un gradiente elettrochimico già presente. Sia il trasporto attivo che quello passivo per poter avvenire globalmente riducono l’energia libera e accrescono l’entropia.
La velocità del trasporto passivo è dipendente dalla permeabilità della membrana cellulare che, a sua volta, dipende dalla sua composizione in lipidi e proteine.
I quattro tipi principali di trasporto passivo sono la diffusione semplice, la diffusione facilitata, la filtrazione e l’osmosi.
– Trasporto attivo
Il trasporto attivo è il trasporto di molecole attraverso la membrana plasmatica mediato da una proteina transmembrana detta trasportatore di membrana. A differenza di quanto avviene nel trasporto passivo, nel trasporto attivo è richiesta una spesa energetica (ATP) ed è sempre necessaria la mediazione di un trasportatore.
In questa forma di trasporto le molecole si muovono contro un gradiente elettrico, chimico o elettrochimico. Per ottenere questo risultato viene alterata l’affinità del sito di legame con la molecola da trasportare o la velocità di cambiamento conformazionale del trasportatore.
– Chinesina
La chinesina (o kinesina) è una proteina che, insieme alla miosina e alla dineina, appartiene a una famiglia proteica conosciuta con il nome di motori proteici (molecular motors o “motor proteins”).
Il cromosoma è la struttura con cui, durante il processo riproduttivo della cellula , ciascuna unità funzionale di DNA, dopo essersi duplicata, si compatta associata a specifiche proteine e viene trasmessa alle cellule figlie. A seconda della localizzazione del DNA, i cromosomi iniziano ad evidenziarsi nel nucleo negli organismi eucarioti, o in una regione chiamata nucleoide nei procarioti, per poi migrare nella cellula nelle varie fasi della mitosi.
– Mitosi
La mitosi (detta anche cariocinesi) è un processo di riproduzione asessuata delle cellule eucariotiche grazie al quale da una singola cellula si formano 2 cellule figlie geneticamente identiche alla progenitrice.
– Centromero
Il centromero (dal greco ‘kentron':centro e ‘meros': parte) o costrizione primaria è la regione del cromosoma in cui i cromatidi sono a stretto contatto. È costituito da DNA altamente ripetuto rappresentato da una serie di ripetizioni in tandem di DNA alfa satellite quindi fortemente eterocromatico. Il centromero è essenziale per la corretta segregazione dei cromatidi durante l’anafase mitotica e meiotica.
– Cariotipo umano
L’insieme delle caratteristiche dei cromosomi nella cellula è detta cariotipo. Con il termine cariotipo si indica, in citogenetica, la costituzione del patrimonio cromosomico di una specie dal punto di vista morfologico. Con l’ausilio del microscopio ottico si valutano la lunghezza, la posizione dei centromeri, il pattern di bandeggio, eventuali differenze tra i cromosomi sessuali, ed eventuali altre caratteristiche fisiche.
Il cariotipo di un individuo è dato dal numero e dalla morfologia dei suoi cromosomi.
L’analisi del cariotipo è una rappresentazione ordinata del corredo cromosomico di un individuo.
– Parete cellulare
La parete cellulare è una struttura della cellula vegetale, cui conferisce rigidità e capacità di mantenimento della forma. Rappresenta inoltre una barriera fisica e chimica agli agenti patogeni e consente la vita di relazione delle cellule vegetali mediandone le funzioni metaboliche.
– Fagocitosi
La fagocitosi è la capacità posseduta da diverse cellule di ingerire materiali estranei e di distruggerli. Le cellule di animali superiori che espletano attività fagocitaria si suddividono in due categorie: i fagociti professionali (neutrofili, eosinofili e monociti/macrofagi) per i quali l’attività fagocitaria costituisce una funzione preminente; i fagociti facoltativi (mastociti, endoteliociti e altre cellule) per le quali è una funzione marginale. In chimica la fagocitosi è definita come la modalità di emissione del secreto da una cellula
– Pinocitosi
Con pinocitosi (cellula che beve) si definisce l’assunzione di piccole quantità liquide di matrice extracellulare (ECM) e delle sostanze disciolte al suo interno, tramite la formazione di vescicole dal diametro medio massimo di circa 150 nm. Si distinguono due tipi di pinocitosi: la transcitosi e la diacitosi.
– Endocitosi mediata da recettori
è regolata e specifica. In questo tipo di endocitosi la cellula riconosce il suo substrato (materiale da ingerire) mediante proteine di membrana.
– Desmosoma
Un desmosoma, o macula adhaerens è una giunzione di natura proteica tra cellule non esclusivamente ma soprattutto epiteliali adiacenti che salda i rispettivi citoscheletri (in particolare i filamenti intermedi, quindi nel caso di un epitelio filamenti di cheratina) donando al tessuto di cui le cellule fanno parte resistenza alla trazione ed altri traumi fisici.
– Apparato di Golgi
L’apparato del Golgi (spesso chiamato semplicemente Golgi) è un organulo di composizione lipo-proteica scoperto nel 1898 dal medico e microscopista italiano Camillo Golgi, che lo identificò come una delicata struttura localizzata nella cellula in posizione paranucleare. Golgi diede all’organulo il nome di apparato reticolare interno.
L’apparato di Golgi ha una funzione molto importante ovvero quella di rielaborare, selezionare ed esportare i prodotti cellulari. Questo organulo può interagire con altri organuli (come il reticolo endoplasmatico rugoso) per indirizzare ed etichettare certe vescicole contenenti prodotti cellulari verso la loro destinazione, che può essere quello di confluire in altri organi o ingranare nella membrana plasmatica e farne uscire il contenuto.
– Nucleo cellulare
Il nucleo cellulare è un organulo dotato di membrana contenente la maggior parte del patrimonio genetico. La presenza o meno del nucleo è alla base della classica distinzione degli organismi in procarioti, con cellule prive di nucleo ed eucarioti, con cellule nella quasi totalità provviste di nucleo.
– Poro nucleare
Il poro nucleare è un complesso proteico dalla forma assimilabile ad un cilindro che attraversa entrambe le membrane che costituiscono l’involucro nucleare, a livello del quale le membrane si fondono tra loro. Il numero di pori varia in relazione alle dimensioni del nucleo, ma soprattutto in conseguenza dell’attività biosintetica della cellula. Mediamente una cellula somatica umana possiede circa quattromila pori nucleari
(CONTINUA)