Organizzazione cellulare

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Organizzazione cellulare

• Viventi stesso codice genetico e strategie
  energetiche simili
• Evoluzione da progenitore comune

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• Albero filogenetico relazioni genealogiche
• Organismi sono correlati (morfologia, chimica e
  confronto sequenze geniche)

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• I viventi sono suddivisi in 3 DOMINI
• Confronto di sequenze di rRNA

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6 regni Eubacteria, Archeobacteria, Protista,
Fungi, Plantae, Animalia
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Come comparve la vita?

• Si pensa..
• sintesi abiotica di molecole organiche
  (amminoacidi, nucleotidi)
• Unione dei monomeripolimeri
• Comparsa di molecole autoreplicanti
• Impacchettamento di queste molecole in
  protobionti circondati da membrana

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Esperimento di Miller- Urey 1953
Atmosfera priva di ossigeno Sintesi di composti
organici e alcuni amminoacidi
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Primo materiale geneticoRNA
In laboratorio sintesi abiotica di brevi polimeri
di RNA che possono replicarsi Anni 80 T. Cech
RNA importante catalizzatore.
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Evoluzione metabolismo

• Glicolisi
• Fotosintesi
• Metabolismo ossidativo

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• LA CELLULA

UNITA BIOLOGICA DEL MONDO VIVENTE

• Microscopio tutti gli esseri viventi sono
  formati da cellule

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• 1600 inventato primo microscopio
• Antoni van Leeuwenhoek scoprì protozoi (1674),
  spermatozoi e batteri
• Robert Hook, dette il nome cellule
• Matthias Schleiden, 1838 c. vegetale
• Theodor Schwann, 1839 c. animale
• Rudolph Virchow 1855 le cellule derivano da
  cellule preesistenti

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• CELLULA PROCARIOTICA priva di nucleo
• CELLULA EUCARIOTICA cellule provviste di nucleo
  e divise in compartimenti

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CELLULA PROCARIOTICA

• DNA circolare
• Non hanno nucleo
• PLASMIDI, piccole molecole di DNA circolare

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• Parete cellulare (peptidoglicano) localizzata
  allesterno della membrana

• Spesso altra membrana esterna e capsula
  polisaccaridica (protezione, impedisce
  disidratazione, patogenicità ecc )

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Parete batterica

• Organizzazione diversa della parete nei
• Gram positivi
• Gram negativi

COLORAZIONE DI GRAM
Batterio Gram positivo
Batterio Gram negativo Micrococcus luteus
Escherichia coli
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RIBOSOMI 70S
rRNAproteine Sintesi proteica traduzione
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• Cellule procariotiche sono prive di organelli
  circondati da membrana assenza di compartimenti

• Flagello diverso da eucarioti, proteina
  flagellina. Ruota per lattività di un motore
  proteico
• Pili filamenti proteici cavi, contatto tra
  batteri, adesione cellula ospite

Riproduzione Scissione binaria
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ARCHEI

• Vivono a pH e temperature inospitali
• Sono più vicini agli eucarioti che ai
  tradizionali batteri
• No peptidoglicano
• Membrane con lipidi insoliti
• RNA e proteine ribosomiali più simili a eucarioti

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Eubatteri

• Micoplasmi i più piccoli, privi di parete
• Esistono anche batteri fotosintetici,
  Cyanobatteri o alghe blu-verdi
• Alcuni decompongono organismi morti
• Fissano lazoto
• Possono provocare malattie negli animali e
  vegetali

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CELLULA EUCARIOTICA

• NUCLEO al cui interno è racchiuso il materiale
  genetico
• Citoplasma matrice semifluida con immersi
  organelli

• Ribosomi 80S le subunità ribosomiali vengono
  assemblate nel nucleolo

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• Compartimenti delimitati da membrane
• Trasformazioni energetiche operate da organelli
  citoplasmatici mitocondri e cloroplasti

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MITOCONDRI
RER
APPARATO DI GOLGI
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• Citoscheletro forma e movimento
• si trova allinterno di tutte le cellule
  eucariotiche

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• MITOSI
• Divisione cellulare

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Differenze procarioti eucarioti
Caratteristiche Procarioti Eucarioti
Dimensioni medie 0,2-10 µm 5-100 µm
Compartimenti Assenti Presenti
Citoscheletro Assente Presente
Apparato mitosi Assente Presente
Genoma DNA circolare, no istoni DNA lineare
Nutrizione Trasporto, fotosintesi, fissazione N Trasporto, endo e fagocitosi, fotosintesi
Due proteine correlate ad actina e tubulina
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I virus

• I virus non sono costituiti da cellule e sono
  incapaci di crescita autonoma
• Per moltiplicarsi esigono la presenza di cellule
  viventi (ospiti specifici)
• Privi di attività metabolica
• Hanno DNA o RNA circondato da un rivestimento
  proteico (CAPSIDE)

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Ciclo dei virus

• Contatto con cellula
• Acido nucleico dentro la cellula
• Replicazione e sintesi delle componenti virali
• Assemblaggio dei virus
• Rilascio

Alcuni si INTEGRANO nel DNA della cellula!!
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Esempi virus

• RNA
• Virus rosolia
• Virus morbillo
• Virus influenza
• Virus HIV

• DNA
• Virus epatite B
• Virus Herpes simplex
• Papillomavirus umano

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• Retrovirus virus a RNA che sintetizzano mediante
  la trascrittasi inversa un intermedio a DNA che
  si integra nel genoma della cellula ospite

HIV virus
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• Modelli semplici per lo studio delle funzioni
  cellulari
• I batteriofagi studio della genetica batterica
• I virus animali nella terapia genica per
  introdurre geni esogeni nella cellula

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Da dove vengono i virus?

• Forse frammenti di acido nucleico fuggiti da
  organismo cellulare (specie-specifici)
• Oppure evoluti molto precocemente prima della
  divergenza dei 3 Domini (Mimivirus, virus con DNA
  e RNA)