La cellula

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La cellula da Mind Map: La cellula

1. membrana plasmatica

1.1. barriera esterna della cellula

1.2. trasporto

1.2.1. attivo: il gradiente della sostanza non basta da solo per passare la membrana. Siccome possiede un gradiente sfavorevole necessita di energia supplementare per compiere il passaggio nella cellula. Quest’energia è denominata adenosina trifosfato o ATP.

1.2.2. passivo:una sostanza passa attraverso la membrana secondo il suo gradiente di concentrazione o gradiente elettrico, sfruttando unicamente la propria energia cinetica (esempio di diffusione semplice)

1.2.2.1. diffusione semplice:le sostanze si muovono liberamente attraverso la membrana plasmatica delle cellule senza l’intervento di proteine di trasporto. Importanti molecole utilizzano questa modalità, come l’ossigeno, il diossido di carbonio, l’azoto allo stato gassoso, importanti per lo scambio di aria durante la respirazione e il trasporto di vitamine (A,D,E,K).

1.2.2.2. diffusione facilitata:

1.2.2.2.1. I canali ionici si trovano solo in alcuni punti sulla superficie della membrana, i più frequenti sono quelli per il passaggio molecolare di potassio, cloro, calcio e sodio. È un processo molto rapido in cui possono fluire milioni di ioni in un solo secondo.

1.2.2.2.2. Per vettore si intende una proteina, la quale protegge e trasporta le molecole dall’esterno della membrana al suo interno. Se il numero di trasportatori viene completamente occupato dalle sostanze che vogliono passare si arriva alla saturazione e ulteriori elementi non vengono diffusi all’interno della cellula. Chi necessita di questo trasporto sono elementi come il glucosio, fruttosio, galattosio, e alcune vitamine, ad esempio il glucosio si lega a una specifica proteina (GluT) sulla superficie esterna della membrana che ne permette il passaggio al suo interno.

1.2.2.3. La permeabilità selettiva è spesso regolata per mantenere l’equilibrio omeostatico. Ad esempio l’ormone dell’insulina, tramite azione del recettore per l’insulina, promuove l’inserimento dei trasportatori del glucosio nella membrana di alcune cellule. Quindi l’effetto dell’insulina è quello di aumentare il trasporto massimo della diffusione facilitata del glucosio nelle cellule. Maggiore è il numero di GluT e più rapidamente le cellule possono prelevare il glucosio dal sangue.

1.2.2.4. Osmosi invece è una tipologia di diffusione, sempre passiva, che sfrutta le proprietà dell’acqua. Il passaggio di acqua avviene attraverso una membrana semipermeabile, ovvero una membrana che permette il passaggio del solvente ma non del soluto, come quella plasmatica. Una cellula ad esempio tende ad essere isotonica rispetto all’esterno, cioè tende ad avere una concentrazione interna di soluti uguale a quella esterna. Se non vi è tale situazione di equilibrio, l’acqua si sposta creando un dislivello tra le due soluzioni ma uguagliando le concentrazioni, andando sempre dalla soluzione più concentrata a quella meno. Quindi maggior concentrazione di soluti intracellulari rispetto all’esterno (cellula ipertonica) ci sarà un ingresso netto di acqua. Mentre se l’interno della cellula è ipotonico si avrà un’uscita di acqua dalla cellula.

1.2.2.5. La respirazione cellulare invece avviene in un sito cellulare chiamato mitocondrio, il quale produce la maggior parte dell’ATP cellulare tramite respirazione aerobica. Il processo si svolge in più fasi per generare ATP, una delle quali si chiama glicolisi, la quale ha la particolarità di potere avvenire sia in presenza che in assenza di ossigeno, anche se, nel secondo caso, viene prodotta una minore quantità di energia. La glicolisi è un processo chimico in base al quale una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di acido piruvico; tale reazione porta alla produzione di energia, immagazzinata in 2 molecole di ATP. In condizioni aerobie, le molecole di acido piruvico possono entrare nel ciclo di Krebs e subire una serie di reazioni che ne determinano la completa degradazione in anidride carbonica e acqua. La demolizione di una molecola di glucosio per via aerobica (ciclo di Krebs) porta alla formazione di 38 molecole di ATP. In condizioni anaerobiche, invece, le molecole di acido piruvico vengono degradate in altri composti organici, come l'acido lattico o l'acido acetico, mediante il processo di fermentazione. La demolizione di una molecola di glucosio per via anaerobica (glicolisi) porta alla formazione di 2 molecole di ATP.

1.2.2.5.1. In condizioni aerobie, le molecole di acido piruvico possono entrare nel ciclo di Krebs e subire una serie di reazioni che ne determinano la completa degradazione in anidride carbonica e acqua. La demolizione di una molecola di glucosio per via aerobica (ciclo di Krebs) porta alla formazione di 38 molecole di ATP. In condizioni anaerobiche, invece, le molecole di acido piruvico vengono degradate in altri composti organici, come l'acido lattico o l'acido acetico, mediante il processo di fermentazione. La demolizione di una molecola di glucosio per via anaerobica (glicolisi) porta alla formazione di 2 molecole di ATP.

1.2.2.5.2. In condizioni anaerobiche, invece, le molecole di acido piruvico vengono degradate in altri composti organici, come l'acido lattico o l'acido acetico, mediante il processo di fermentazione. La demolizione di una molecola di glucosio per via anaerobica (glicolisi) porta alla formazione di 2 molecole di ATP.

1.2.3. fattori di trasporto: Differenza di gradiente di concentrazione elettrochimico tra i due lati della membrana,Temperatura,Estensione della superficie,Distanza di diffusione

2. citoplasma

2.1. tra membrana e nucleo

2.1.1. citosol (componente fluida); organelli che possiedono peculiari caratteristiche, alcuni di essi sono: ribosomi, reticolo endoplasmatico, apparato Golgi, lisosomi, perossisomi, mitocondri.

3. nucleo

3.1. Grande organello che ospita l’acido desossiribonucleico (DNA) cellulare. Ogni cromosoma (singola molecola di DNA) associata a varie proteine contiene migliaia unità di materiale ereditario chiamato gene.

4. mitosi

4.1. Meccanismo che permette alle cellule somatiche di moltiplicarsi. Avviene in quelle cellule del corpo denominate diploidi, nelle quali i cromosomi sono presenti in doppia copia. Ogni cromosoma ha una forma a bastoncello ed è doppio. La fase mitotica consiste in una divisione del nucleo all’interno del ciclo cellulare. Il risultato è la formazione di due cellule identiche aventi le medesime informazioni genetiche. Il processo è diviso in quattro fasi; profase, metafase, anafase, telofase. Si tratta di un processo continuo e uno stadio segue direttamente il successivo.

4.2. Nella prima fase all'interno della cellula, ogni cromosoma consiste in una coppia di filamenti identici definiti cromatidi. I quali iniziano a formare dei fusi mitotici che si allungano verso i due poli opposti della cellula spinti dai microtuboli, infine il nucleo scompare e l’involucro nucleare si rompe. Si passa in metafase, nella quale i microtuboli del fuso allineano le coppie di cromatidi al centro (piastra metafasica) centro che nella successiva fase, anafase, questo centro si divide, separando i componenti di ciascuna coppia di cromatidi, ora che sono divisi si possono definire cromosomi. Nell’ultima fase, la telofase, il corredo cromosomico identico posto ai poli opposti della cellula torna ad assumere una forma filamentosa ed intorno a ciascuna massa si forma un involucro nucleare.

5. meiosi

5.1. Questo meccanismo riproduttivo, avviene nelle cellule aploidi, cioè aventi una copia singola dei cromosomi, queste cellule sono i gameti in cui il numero dei cromosomi è dimezzato, la divisione delle cellule germinali avviene nelle gonadi (ovaie e testicoli). Come risultato finale, i gameti contengono un corredo di 23 cromosomi ed è solo attraverso la fecondazione che il numero di cromosomi si ripristina a 46. La meiosi è il processo mediante il quale una cellula con corredo cromosomico diploide (condizione in cui nella cellula somatica vi sono due copie per ogni cromosoma) dà origine a quattro figlie con corredo aploide, destinata ad entrare nella riproduzione sessuata.

5.2. Nella prima fase del processo avviene la duplicazione del DNA seguita dalla profase e dalla metafase con crossing over (i cromosomi omologhi si scambiano delle porzioni di cromosoma) poi anafase e telofase e infine vi è una seconda divisione meiotica. In profase come nella mitosi si forma il fuso, cioè un insieme di microtubuli che guiderà i cromosomi durante la meiosi all’interno della cellula. Nella metafase i cromosomi duplicati si appaiono in una struttura chiamata tetrade, le tetradi si dispongono in linea all’interno della cellula, qui avviene il crossing over, grazie a ciò si ottengono cromosomi che sono diversi sia da quelli della madre che dal padre. In anafase i cromosomi omologhi si separano e migrano verso i poli della cellula trascinati dal fuso. In telofase come nella mitosi, il nucleo scompare e le due cellule si dividono. Qui abbiamo ancora due cellule aploidi, ed avviene la seconda divisione meiotica, simile alla mitosi ma si distingue perché non vi è duplicazione del DNA, in questo modo il risultato finale è dato da quattro cellule aventi corredo genetico diverso da quello presente in origine nella cellula madre.