• Document: P. Solomon Elementi di Biologia
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P. Solomon Elementi di Biologia Capitolo 4 Organizzazione della cellula Organizzazione della cellula La cellula è la più piccola unità in grado di svolgere tutte le attività vitali. Se fornite dei nutrienti essenziali e di un ambiente adeguato, alcune cellule possono vivere e crescere in laboratorio per diversi anni. Al contrario, nessuna parte isolata di una cellula è in grado di sopravvivere da sola. La cellula stessa è un sistema biologico estremamente complicato; gruppi di cellule costituiscono tessuti, organi e organismi. Ciascuno di questi rappresenta un sistema biologico. Benché le cellule degli organismi pluricellulari siano fondamentalmente simili, esse sono anche straordinariamente diverse e versatili. Possono modificarsi in svariati modi per effettuare funzioni specializzate. Organizzazione della cellula 1. La cellula è l’unità base della vita; la sua organizzazione e le sue dimensioni sono cruciali per il mantenimento dell’omeostasi. La sua dimensione e la sua forma sono adattate alle funzioni che la cellula deve svolgere. 2. I biologi collegano strutture cellulari alle loro funzioni utilizzando un approccio interdisciplinare che comprende la microscopia, la biochimica, la genetica e i metodi computazionali. 3. A differenza delle cellule procariotiche, le cellule eucariotiche posseggono membrane interne che le suddividono in compartimenti che permettono loro di svolgere attività specializzate all’interno di piccole aree separate tra loro. 4. Nelle cellule eucariotiche, l’informazione genetica codificata nel DNA è localizzata nel nucleo, che è tipicamente l’organulo più importante della cellula. 5. Tra i molti organuli immersi nel citoplasma, ci sono i ribosomi, sui quali vengono sintetizzate le proteine; il reticolo endoplasmatico e il complesso del Golgi, nei quali avviene la maturazione delle proteine; i mitocondri e i cloroplasti che convertono l’energia da una forma a un’altra. 6. Il citoscheletro è una rete interna dinamica, coinvolta in vari tipi di movimento cellulare. 7. La maggior parte delle cellule eucariotiche è circondata da un rivestimento; inoltre, molte cellule animali sono circondate da una matrice extracellulare; le cellule della maggior parte dei batteri, degli archeobatteri, dei funghi e delle piante sono circondate da una parete cellulare. La teoria cellulare è un concetto unificante nella biologia • Nel 1665 Robert Hooke osservò al miscroscopio e descrisse per la prima volta le cellule morte del sughero, come tante piccole cellette cave dalle pareti ispessite (cellule). • Due scienziati tedeschi, il botanico Matthias Schleiden nel 1838 e lo zoologo Theodor Schwann nel 1839 utilizzarono un ragionamento induttivo per arrivare alla conclusione che tutte le piante e gli animali sono costituiti da cellule. • Più tardi, Rudolf Virchow, un altro scienziato tedesco, osservò la divisione cellulare e la formazione di cellule figlie. Nel 1855, Virchow asserì che le cellule si potevano formare solo per divisione di una cellula preesistente. • Il lavoro di questi scienziati contribuì allo sviluppo della teoria cellulare, il concetto unificante che stabilisce che: 1. Tutti gli organismi viventi sono costituiti da una o più cellule, che sono le unità viventi fondamentali della vita e 2. tutte le cellule derivano dalla divisione di altre cellule. • Intorno al 1880, un altro biologo tedesco, August Weismann, aggiunse un importante corollario al concetto di Virchow, sottolineando che tutte le cellule viventi hanno un antenato comune. (Ciò è suggerito dalla somiglianza tra le loro strutture e tra le molecole che le costituiscono). Esaminando una varietà di organismi diversi, dai semplici batteri fino alle piante e agli animali più complessi, si possono riscontrare a livello cellulare somiglianze impressionanti. L’organizzazione di tutte le cellule è fondamentalmente simile  Affinché la cellula mantenga il suo equilibrio interno, i suoi contenuti devono essere separati dall’ambiente esterno.  La membrana plasmatica è una membrana di superficie che circonda tutte le cellule. Rendendo l’interno della cellula un compartimento chiuso, la membrana plasmatica permette che la composizione chimica della cellula sia alquanto differente da quella dell’ambiente esterno. La membrana plasmatica ha proprietà uniche che le consentono di svolgere la funzione di barriera selettiva tra l’ambiente cellulare interno e quello esterno, permettendo alla cellula di scambiare le sostanze con l’ambiente esterno e di accumulare quelle necessarie per compiere le reazioni biochimiche.  Le cellule possiedono strutture interne, gli organuli, specializzate nello svolgere attività metaboliche. La maggior parte degli organuli delle cellule eucariotiche (cellule che possiedono il nucleo) sono formati da uno o più compartime

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