Cellula

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La cellula, in biologia, è la più piccola unità classificabile come esseri viventi: nasce, si nutre, si riproduce e muore. Certi organismi viventi sono unicellulari, il che significa che sono composti da una sola cellula: è il caso dei lieviti o dei batteri. Altri organismi sono composti da vari miliardi di cellule, come l'essere umano, sono detti pluricellulari.

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  Modello di cellule animali

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  Modello di cellule vegetali

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  Modello di cellula animale

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  Modello di cellula animale

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  Modello di cellula animale

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  Modello di cellula animale

Tipicamente la cellula è formata da un nucleo, nel quale sono, tra l'altro contenuti, i cromosomi, e da un circostante citoplasma, delimitato dalla membrana plasmatica, nel quale sono immersi vari tipi di organuli specializzati ai quali sono devolute fondamentali funzioni metaboliche.

Esistono differenti tipi di cellule. Una cellula umana, per esempio, è differente da quella di un batterio perché contiene differenti compartimenti: gli organelli o organuli. Ha un nucleo cellulare, dei mitocondri, e se la cellula è vegetale, dei cloropasti. I batteri non contengono alcun organello: essi hanno un solo compartimento.

Presentazione della cellula

Video 3D di una cellula animale

La cellula è la parte più piccola che costituisce i corpi degli esseri viventi.

La cellula è stata scoperta nel 1665 da Robert Hooke, biologo inglese vissuto tra il 1635 e il 1703. Usò per primo il nome cellula che deriva dal latino cella che significa cameretta per indicare le piccole cavità delle pareti, che aveva scoperto analizzando un pezzo di sughero al microscopio.

Nel 1676 Antoni Van Leenwnhoek, naturalista e ottico olandese, perfeziona il microscopio e anche lui inizia ad analizzare cellule, ma di organismi unicellulari.

Nel 1831 Robert Brown, botanico britannico, descrive il primo nucleo osservando delle sezioni di foglie al microscopio.

Nel 1839 Mathias Jacob Schleider, botanico e filosofo tedesco, insieme a Theodor Schwann, biologo tedesco dichiarano che la cellula è “l’unità fondamentale di ogni essere vivente”, perché hanno dedotto che, analizzando vari organismi, che tutti sono formati da cellule.

Nel XX secolo il concetto che la cellula è l’unità fondamentale di ogni essere vivente viene accettato in tutta la comunità scientifica.

Osservare le cellule

Le cellule vengono analizzate e osservate al microscopio, che può essere ottico o elettronico. Infatti questo è uno strumento usato da tutti gli scienziati per analizzare campioni microscopici, cioè che non si possono osservare a occhio nudo.

Le misure reali di una cellula animale sono mediamente di 0,015 mm.

Il microscopio ottico utilizza la luce del Sole per mettere in evidenza il nucleo, la parete cellulare e la membrana plasmatica.

Il microscopio elettronico invece usa un fascio di elettroni per mettere in evidenza strutture che non si possono vedere al microscopio ottico.

Il ciclo cellulare

Ogni cellula ha un ciclo cellulare, come tutti gli esseri viventi, e avviene in quest'ordine:

1. la cellula nasce
2. si nutre di sostanze che riceve dall’esterno
3. cresce fino a raggiungere una certa dimensione
4. si riproduce
5. si differenzia
6. muore

Organizzazione dei viventi

Classificazione delle cellule

Esistono due tipi di organismi, unicellulari e pluricellulari.

• gli organismi unicellulari sono formati da una sola cellula: si dividono in monere e protisti.
• gli organismi pluricellulari sono formati da milioni e milioni di cellule: i pluricellulari si dividono in animali, piante, funghi.

Le cellule si classificano anche in procariote e eucariote.

• Cellule procariote: sono delimitate dalla membrana plasmatica che è rivestita all'esterno dalla parete cellulare. Non hanno un vero e proprio nucleo (proprio per il nome che in greco corrisponde a prokaryota: pro- "prima" e karyon "nucleo", quindi nucleo primitivo) proprio perché il DNA è libero nel citoplasma, senza membrana nucleare; il materiale nucleare forma una massa che sembra un gomitolo detto nucleoide. I procarioti sono stati i primi organismi a comparire sulla Terra (Monere) e ancora oggi rappresentano la maggior parte dei viventi.
• Cellule eucariote: hanno il materiale genetico dentro al nucleo racchiuso dalla membrana nucleare; esternamente sono delimitate dalla membrana plasmatica. L’organizzazione è complessa e gli organismi sono più evoluti; le cellule eucariote sono presenti negli organismi di 4 Regni: animali, vegetali, protisti e funghi.

I 5 Regni dei viventi

Tutti gli esseri viventi si dividono nei 5 Regni:

Animali

Sono organismi eterotrofi, cioè si cibano di altri esseri viventi. Eucarioti:hanno un nucleo ben definito e delimitato da una membrana; sono organismi pluricellulari.

Vegetali

Sono organismi autotrofi, cioè sono capaci a fabbricarsi da sé il nutrimento. Eucarioti: hanno un nucleo ben definito e delimitato da una membrana; sono organismi pluricellulari.

Funghi

I funghi sono eterotrofi proprio come gli animali anche se presentano una struttura cellulare simile a quella dei vegetali. Eucarioti: hanno un nucleo ben definito e delimitato da una membrana; sono organismi pluricellulari.

Protisti

Sono eucarioti unicellulari, eterotrofi ed autotrofi. Eucarioti: hanno un nucleo ben definito e delimitato da una membrana; sono organismi unicellulari.

Monere

Sono organismi molto semplici come i batteri. Procarioti: formati da una sola cellula e hanno il materiale nucleare non racchiuso in una membrana.

I livelli di organizzazione dei viventi

Dalla cellula possiamo arrivare al vero e proprio organismo, perché:

• più cellule insieme dello stesso tipo formano un tessuto
• più tessuti messi insieme formano un organo
• più organi insieme formano un apparato.
• più apparati insieme formano un organismo vivente

Ogni tipo di funzione corrisponde nelle cellule a una forma ben precisa, più quella adatta al compito che deve svolgere.

Struttura cellulare

Alcune cellule animali e alcune cellule vegetali hanno in comune diversi organuli:

• La membrana cellulare, è un involucro sottilissimo, che delimita la cellula e dove avvengono gli scambi di sostanze tra le cellule e l’ambiente esterno
• L'apparato del Golgi è stato scoperto da Camillo Golgi il secolo scorso. L’apparato di Golgi è un centro di raccolta, trasformazione, imballaggio delle sostanze prodotte dalla cellula
• Il nucleo cellulare, controlla tutta la cellula, è il “cervello” di ogni cellula in grado di controllare e dirigere tutte le funzioni che avvengono in essa. Al suo interno è presente la cromatina, formata da DNA, un codice cifrato che contiene le caratteristiche genetiche della cellula. Nel nucleo c’è anche un corpuscolo più piccolo, il nucleolo
• I mitocondri sono la centrale energetica della cellula perché sono le sede della respirazione cellulare
• Il citoplasma, una sostanza gelatinosa dove sono presenti i vari organuli cellulari e il citoscheletro, una grande rete di filamenti e tubuli connessi fra loro che permette alla cellula di cambiare forma
• Il reticolo endoplasmatico, un insieme di canali che si divi nel reticolo endoplasmatico ruvido, che produce le proteine, e il reticolo endoplasmatico liscio, che annulla gli effetti di varie sostanze tossiche e produce i lipidi
• I centrioli, degli organuli a forma di cilindro cavo coinvolti nella mitosi della cellula
• Il flagello, un'appendice sottile e lunga con funzione motoria, presente in alcune cellule
• Il citoscheletro, un insieme di strutture filamentose che hanno la funzione di sostenere la cellula
• I lisosomi sono vescicole che hanno il compito di distruggere le sostanze inservibili

Differenze tra cellula animale e vegetale

La cellula animale è composta, oltre agli organuli sopra nominati, dai lisosomi, delle vescicole che degradano le molecole ingerite dalla cellula.

Vari organuli presenti nelle cellule vegetali ma non in quelle animali sono:

• Il vacuolo, una sacca contenente sostanze nutritive e di rifiuto disciolte nell'acqua;
• I plastidi, organuli coinvolti nella fotosintesi (cloroplasti) e nella riserva. Contengono dei pigmenti che li donano colore;
• La parete cellulare, una struttura rigida che ricopre le cellule collegandole alle altre e donandoli rigidità grazie alla cellulosa.

I processi fisiologici della cellula

Respirazione cellulare

È un lento processo di combustione nel quale gli zuccheri (il glucosio) vengono demoliti ottenendo energia per la cellula. Si svolge nei mitocondri.

L'energia ottenuta serve per svolgere tutte le funzioni della cellula.

La reazione è: ${\ce {C6H12O6 + O2-> CO2 + H2O + {energia}}}$

Fotosintesi clorofilliana

La sintesi clorofilliana avviene nelle foglie dei vegetali:

• la clorofilla contenuta nei cloroplasti cattura la luce del Sole
• la foglia utilizza anche l'acqua assorbita dal terreno dalle radici e l'anidride carbonica assorbita dall'atmosfera

La reazione è: ${\ce {CO2 + H2O + {energia.solare}-> C6H12O6 + O2}}$

La divisione cellulare

La mitosi è un processo di divisione cellulare, in cui a partire da una cellula madre si formano due cellule figlie, uguali fra loro e uguali alla madre.

Tipi di cellule

Virus

I virus sono organismi al confine tra viventi e non viventi ancora oggi la nostra classificazione è oggetto di dibattiti all'interno della comunità scientifica. Essi infatti non sono capaci di vita autonoma, per riprodursi hanno bisogno di infettare un'altra cellula.

Cellula procariote

Ha un minor numero di organuli, non ha un nucleo ben definito e il materiale genetico è immerso nel citoplasma , concentrato in una regione detta nucleoide.

Cellula eucariote

Ha un maggior numero di organuli, ha un nucleo ben definito. Il materiale genetico si trova nel nucleo. La cellula eucariote è il tipo di cellula che costituisce tutti gli animali, incluso l'uomo.

Cellula vegetale

È un tipo di cellula eucariote, ma differisce dalla cellula animale perché ha anche il Vacuolo, I cloroplasti e ha una parete cellulare costituita da cellulosa. Nei cloroplasti avviene la fotosintesi.

Galleria fotografica

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  Cellule vegetali

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  Cellule procariote

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  Cellule eucariote

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  Virus ebola

Collegamenti esterni

• Appunti di Biologia
• Sapere.it
• Wikipedia-Cellula
• enciclopedia - dei ragazzi

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