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Tutte le cellule sono organismi?

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Come dice il titolo, tutte le cellule sono organismi? Perché o perché no?

Come ho capito, non tutte le cellule sono un organismo perché alcune di esse, quelle che non sono organismi, richiedono che il resto dell'organismo viva. Ma discutendo con qualcuno su questo, dice che, del resto, ogni cellula ha bisogno delle altre per vivere in un modo o nell'altro, o che possono essere mantenute in vita e talvolta riprodursi in una capsula di Petri, senza bisogno dell'organismo. Quindi ogni cellula, dice, anche quelle che costituiscono organismi più grandi sono organismi in sé. Gli dico che dire che ogni cellula è un organismo è imbarazzante, ciò implicherebbe che ogni organismo multicellulare è in realtà una colonia, piuttosto che un organismo.

È solo una domanda filosofica o possiamo dire con certezza, ad esempio, che una cellula staminale epidermica o un linfocita non sono organismi?


Il tuo amico non è corretto. Da Wikipedia:

La parola organismo può essere definita in senso lato come un insieme di molecole che funzionano come un tutto più o meno stabile che esibisce le proprietà della vita.

(I virus sono specificamente esclusi, poiché dipendono da una cellula ospite per svolgere tutte le funzioni della vita.)

Mentre le cellule estratte da un organismo multicellulare come una pianta o una persona possono essere coltivate in vitro per un certo periodo, non possono sopravvivere in modo indipendente: richiedono l'intervento di esseri umani (o scimmie molto ben addestrate) per ottenere nutrienti e ossigeno e trattare/rimuovere i rifiuti. Un organismo unicellulare come un batterio, ad esempio, può gestire queste funzioni da solo: può sintetizzare o trovare una fonte per i propri nutrienti e può riprodursi da solo per creare più organismi.

La differenza fondamentale è essere autosufficiente. Un organismo deve essere in grado di alimentarsi, prendersi cura dei propri rifiuti, riprodurre una versione completa di se stesso, rispondere agli stimoli, ecc. (vedi il link "proprietà della vita" sopra). Una singola cellula di un organismo multicellulare non può fare tutto questo senza assistenza (un po' come un virus, in realtà), mentre un vero organismo unicellulare può farlo.


Molti grandi organismi non possono sopravvivere senza l'aiuto di altri organismi non appartenenti alla specie. Ad esempio, le specie di formiche "Formica subintegra" non possono sopravvivere perché sono fisiologicamente incapaci di nutrirsi e allattare la loro colonia. Devono razziare altre colonie di formiche per prendersi cura degli schiavi.

Leggendo i pensieri di tutti e riflettendo, ho deciso di rifiutare il idea di "vita" interamente.

Ad un certo punto, la vita doveva essere creata dalla non-vita e questo processo richiederebbe la disposizione originale delle molecole "non viventi" per avere le "proprietà della vita" al fine di creare la vita per cominciare.

Es: evoluzione chimica nei lipidi.

Valutiamo il di una molecola lipidica "proprietà della vita"

(disegno definizioni da wikipedia)

Homestasi: I lipidi devono mantenere un equilibrio molecolare per essere classificati come lipidi, il loro stato attuale. Come noi, questo processo di ricerca dell'equilibrio è largamente al di là del loro "libero arbitrio" (o consapevolezza cosciente). Se noi o loro dovessimo essere sovraccaricati di elettroni, il nostro stato attuale brucerebbe in cenere e tutte le funzionalità come a totale è perduto.

Organizzazione: "essere strutturalmente composto da uno o più cellule - le unità di base della vita"

Com'è possibile che le cellule vengano stabilite come vita e poi utilizzate per definire che cos'è la vita? Respingo questo pensiero circolare.

Metabolismo: "trasformazione di energia convertendo sostanze chimiche ed energia in componenti cellulari (anabolismo) e decomponendo materia organica (catabolismo). Gli esseri viventi richiedono energia per mantenere l'organizzazione interna (omeostasi) e per produrre gli altri fenomeni associati alla vita".

Gli esseri viventi richiedono un equilibrio di energia, per essere precisi. I lipidi potrebbero non essere trasformare l'energia ma hanno una chiara agenzia che influenza "altre" molecole (essendo polarizzate) che include affermare la loro agenzia sull'energia all'interno di quelle molecole, sappiamo anche che formano strutture e possono creare ambienti isolati per un'ulteriore evoluzione chimica. In effetti questa è una domanda difficile, ma la vita è un concetto mal definito, metti in coda questo forum. <3

Crescita, risposta agli stimoli, adattamento, mi sento, hanno risposto sopra. Quello o sto diventando pigro, ci è voluto più tempo di quanto pensassi per articolare. Mi fermo qui e aspetto nuovi pensieri. Grazie per la piattaforma, siete il mio tipo di persone, semplicemente ponendo questa domanda, indipendentemente dalla risposta.


Come gruppi di cellule cooperano per costruire organi e organismi

Michael Levi
1 set 2020

SOPRA: MODIFICATO DA © istock.com, LUCKYSTEP48

Gli sforzi per utilizzare la medicina rigenerativa, che cerca di affrontare disturbi diversi come difetti alla nascita, lesioni traumatiche, invecchiamento, malattie degenerative e crescita disorganizzata del cancro, sarebbero di grande aiuto risolvendo un enigma fondamentale: come i collettivi cellulari orchestrano l'edificio di strutture complesse e tridimensionali?

Mentre i genomi codificano prevedibilmente le proteine ​​presenti nelle cellule, un semplice elenco di parti molecolari non ci dice abbastanza sulla disposizione anatomica o sul potenziale rigenerativo del corpo che le cellule lavoreranno per costruire. I genomi non sono un modello per l'anatomia e l'editing del genoma è fondamentalmente limitato dal fatto che è molto difficile dedurre quali geni modificare e come ottenere risultati anatomici complessi desiderati. Allo stesso modo, le cellule staminali generano gli elementi costitutivi degli organi, ma la capacità di organizzare specifici tipi di cellule in una mano o in un occhio umano funzionante è stata e sarà per molto tempo al di fuori della portata della manipolazione diretta.

Ma i ricercatori che lavorano nei campi della morfologia sintetica e della biofisica rigenerativa stanno iniziando a comprendere le regole che governano la plasticità della crescita e della riparazione degli organi. Piuttosto che compiti di microgestione che sono troppo complessi da implementare direttamente a livello cellulare o molecolare, e se risolvessimo il mistero di come gruppi di cellule cooperano per costruire specifici corpi multicellulari durante l'embriogenesi e la rigenerazione? Forse allora potremmo capire come motivare i collettivi cellulari a costruire qualsiasi caratteristica anatomica desideriamo.

Nuovi approcci ora ci consentono di indirizzare i processi che implementano il processo decisionale anatomico senza ingegneria genetica. A gennaio, utilizzando tali strumenti, realizzati nel mio laboratorio presso l'Allen Discovery Center della Tufts University e da scienziati informatici nel laboratorio di Josh Bongard presso l'Università del Vermont, siamo stati in grado di creare nuove macchine viventi, corpi artificiali con morfologie e comportamenti completamente diversi dal anatomia predefinita della specie di rana (Xenopus laevis) di cui abbiamo usato le celle. Queste cellule hanno riavviato la loro multicellularità in una nuova forma, senza cambiamenti genomici. Questo rappresenta una sandbox estremamente eccitante in cui i bioingegneri possono giocare, con l'obiettivo di decodificare la logica del controllo anatomico e comportamentale, nonché comprendere la plasticità delle cellule e la relazione dei genomi con le anatomie.

Decifrare come si compone un organismo è davvero un'impresa interdisciplinare.

Decifrare come si compone un organismo è davvero un'impresa interdisciplinare. Risolvere l'intero quadro comporterà la comprensione non solo dei meccanismi con cui operano le cellule, ma anche delucidare i calcoli che le cellule e i gruppi di cellule eseguono per orchestrare la costruzione di tessuti e organi su scala dell'intero corpo. La prossima generazione di progressi in quest'area di ricerca emergerà dal flusso di idee tra informatici e biologi. Sbloccare il pieno potenziale della medicina rigenerativa richiederà alla biologia di intraprendere il viaggio già intrapreso dall'informatica, dal concentrarsi sull'hardware - le proteine ​​e le vie biochimiche che svolgono le operazioni cellulari - al software fisiologico che consente alle reti di cellule di acquisire, immagazzinare e agire sulle informazioni sull'organo e sulla geometria del corpo intero.

Nel mondo dei computer, questa transizione dal ricablaggio dell'hardware alla riprogrammazione del flusso di informazioni modificando gli input ha dato origine alla rivoluzione della tecnologia dell'informazione. Questo cambiamento di prospettiva potrebbe trasformare la biologia, consentendo agli scienziati di raggiungere le visioni ancora futuristiche della medicina rigenerativa. La comprensione di come agenti indipendenti e competenti come le cellule cooperano e competono verso risultati robusti, nonostante il rumore e le mutevoli condizioni ambientali, informerebbe anche l'ingegneria. La robotica dello sciame, l'Internet delle cose e persino lo sviluppo dell'intelligenza artificiale generale saranno tutti arricchiti dalla capacità di leggere e impostare gli stati anatomici verso i quali si costruiscono i collettivi cellulari, perché condividono un problema di fondo fondamentale: come controllare i risultati emergenti di sistemi composti da molte unità o individui interagenti.


Saggio sulla biologia cellulare

La biologia cellulare come scienza ha avuto inizio all'interno della progressiva evoluzione della dottrina cellulare.

Riassunta brevemente, questa dottrina afferma che le cellule sono le unità fondamentali sia della struttura che della funzione in tutti gli esseri viventi che tutte le forme di vita (animale, vegetale e microbica) sono composte da cellule e dalle loro secrezioni e che le cellule derivano solo da cellule preesistenti, ogni cellula ha una vita propria oltre al suo ruolo integrato negli organismi multicellulari.

Questa affermazione sembra sia elementare che ovvia a qualsiasi studente con un background nelle scienze biologiche.

Tuttavia, ci sono voluti diversi secoli per sviluppare e accettare questo concetto. L'esistenza stessa delle celle non era nemmeno sospettata fino al XVII secolo, perché la maggior parte delle celle è troppo piccola per essere individuata ad occhio nudo e perché non esistevano strumenti per ingrandire significativamente piccoli oggetti.

Tuttavia, con l'introduzione dei primi microscopi ottici grezzi, i ricercatori hanno iniziato a esaminare piccoli organismi, tessuti tagliati da piante o rimossi da animali e gli “animali” nell'acqua dello stagno. L'invenzione del microscopio e il suo graduale perfezionamento andarono di pari passo con lo sviluppo della dottrina cellulare. Alla fine divenne evidente che esisteva una somiglianza fondamentale nell'organizzazione strutturale di tutti gli esseri viventi studiati.

Quella che segue è una breve descrizione di alcuni dei momenti salienti storici che i-hat sono culminati nella dottrina della cellula. Sebbene un gran numero di persone abbia dato contributi di varia importanza allo sviluppo di questo concetto, le opere di un certo numero ristretto di persone si distinguono come pietre miliari.

Stampati nel 1558 furono i risultati degli studi di Conrad Gesner (Svizzera, 1516-1565) sulla struttura di un gruppo di protisti chiamati foraminiferi. Ciò che è particolarmente significativo di questo lavoro è che gli schizzi di Gesner includevano così tanti dettagli che avrebbero potuto essere realizzati solo se avesse usato una qualche forma di lente d'ingrandimento. Questo sembra essere il primo uso registrato di uno strumento di ingrandimento in uno studio biologico.

Francis e Zacharias Janssen, che fabbricavano occhiali in Olanda, sono generalmente accreditati con la costruzione dei primi microscopi composti nel 1590. I loro microscopi avevano poteri di ingrandimento tra 10x e 30x e venivano usati principalmente per esaminare piccoli organismi interi come pulci e altri insetti. I primi microscopi venivano infatti chiamati “occhiali antipulci.”

Sebbene noto principalmente per i suoi contributi nel campo dell'astronomia e della fisica, Galileo Galilei (italiano, 1564-1642) produsse diverse importanti opere biologiche. I suoi microscopi furono costruiti all'incirca nello stesso periodo di quelli dei Janssens (intorno al 1610) e furono usati per numerosi studi approfonditi sulla disposizione delle sfaccettature negli occhi composti degli insetti.

Tra le prime descrizioni della microanatomia dei tessuti ci sono quelle di Marcello Malpighi (italiano, 1628-1694), uno dei primi grandi anatomisti animali e vegetali. Fu il primo a descrivere l'esistenza dei capillari, completando così il lavoro sulla circolazione del sangue iniziato dal grande fisiologo inglese William Harvey.

Malpighi fu tra i primi ad utilizzare un microscopio per esaminare e descrivere sottili fette di tessuti animali da organi come cervello, fegato, reni, milza, polmoni e lingua. I suoi lavori pubblicati includono anche descrizioni dello sviluppo dell'embrione di pollo. Nei suoi ultimi anni, Malpighi si dedicò alle indagini sui tessuti vegetali e suggerì che fossero composti da unità strutturali che chiamò “utricles” (in seguito chiamati “cells”).

Antonie van Leeuwenhoek (olandese, 1632-1723) fu uno dei più illustri fra tutti i primi microscopisti. Sebbene fosse solo un'attività, Leeuwenhoek divenne un esperto molatore di lenti e costruì numerosi microscopi, alcuni con ingrandimenti che si avvicinavano a 300 x. Leeuwenhoek è stato il primo a descrivere gli organismi microscopici nell'acqua piovana raccolti da tubi inseriti nel terreno durante la pioggia. I suoi schizzi includevano numerosi batteri (bacilli, cocchi, spirilla, ecc.), Protozoi, rotiferi e idra.

Leeuwenhoek è stato il primo a descrivere gli spermatozoi (di esseri umani, cani, conigli, rane, pesci e insetti) e ad osservare il movimento delle cellule del sangue nei capillari della rete del piede della rana e dell'orecchio del coniglio. Descrisse le cellule del sangue di mammiferi, uccelli, anfibi e pesci, notando che quelle di pesci e anfibi erano di forma ovale e contenevano un corpo centrale (cioè il nucleo), mentre quelle di umani e altri mammiferi erano rotonde. Le osservazioni di Leeuwenhoek sono state registrate in una serie di rapporti che ha inviato alla Royal Society di Londra.

Molte delle osservazioni di Leeuwenhoek sono state confermate da esperimenti condotti da Robert Hooke (inglese, 1635-1703), un architetto e scienziato impiegato dalla Royal Society. Hooke rese popolare l'uso dei microscopi tra i biologi contemporanei in Inghilterra e costruì diversi microscopi composti. In un'occasione Hooke esaminò una fetta sottile tagliata da un pezzo di sughero essiccato.

Nella sua descrizione, Hooke ha scritto che ha trovato che le sezioni sono "tutte perforate e porose, molto simili a un nido d'ape" e si riferiva alle strutture a forma di scatola come "celle". alla biologia. Ciò che ha osservato, ovviamente, non erano cellule di sughero, ma piuttosto gli spazi vuoti lasciati dopo che la parte vivente delle cellule si era disintegrata.

Nehemiah Grew (inglese, 1641-1712), insieme a Marcello Malpighi, è riconosciuto come uno dei fondatori dell'anatomia vegetale. Le sue pubblicazioni includevano resoconti dell'esame microscopico di sezioni attraverso i fiori, le radici e gli steli delle piante e indicano chiaramente che riconosceva la natura cellulare del tessuto vegetale. Grew è stato anche il primo a riconoscere che i fiori sono gli organi sessuali delle piante.

Nel 1824, Rene Dutrochet (francese, 1776-1847) scrisse che tutti i tessuti animali e vegetali erano “aggregati di cellule globulari” e, nel 1831, Robert Brown (inglese, 1773-1858) notò che le cellule dell'epidermide vegetale, i grani di polline e gli stimmi contenevano certe “strutture costanti” che chiamò nuclei, introducendo così questo termine in biologia. A Brown è anche attribuita la prima descrizione del fenomeno fisico ora indicato come “moto browniano.” Johannes E. Purkinje (ceco, 1787-1869) ha coniato il termine protoplasma per descrivere il contenuto delle cellule.

Mathias J. Schleiden (tedesco, 1804-1881) e Theodor Schwann (tedesco, 1810-1882) sono spesso accreditati, sebbene in modo errato, con la prima affermazione formale di una teoria cellulare generale. I loro contributi allo sviluppo della dottrina cellulare risiedono nelle generalizzazioni che hanno fatto basandosi principalmente sui lavori dei loro predecessori. Schleiden e Schwann furono particolarmente influenti tra i loro contemporanei e, quindi, ottennero l'accettazione popolare per la dottrina cellulare in via di sviluppo.

Schleiden, botanico, estese gli studi iniziati da Robert Brown sulla struttura e la funzione del nucleo cellulare (che Schleiden chiamò “citoblast”) e fu il primo a descrivere i nucleoli. Gli scritti di Schleiden indicano chiaramente il suo apprezzamento per la natura individuale delle cellule. Nel 1838 scrisse che ogni cellula conduce una doppia vita: una indipendente, relativa al proprio sviluppo, e un'altra come parte integrante di una pianta.

Schwann ha studiato sia i tessuti vegetali che quelli animali. Il suo lavoro con i tessuti connettivi come l'osso e la cartilagine lo ha portato a modificare la teoria cellulare in evoluzione per includere la nozione che gli esseri viventi sono composti sia da cellule che dai prodotti delle cellule. A Schwann è anche attribuita l'introduzione del termine metabolismo per descrivere le attività delle cellule.

Rudolf Virchow (tedesco, 1821-1902) era un patologo e riconobbe le basi cellulari della malattia. I suoi scritti, spesso in latino, rivelano anche il suo apprezzamento per le basi cellulari della continuità della vita, come sintetizzato nella sua ormai famosa espressione omnis cellula e cellula, "tutte le cellule derivano da cellule [preesistenti]". A partire dall'ottocento e sicuramente all'inizio del secolo, il microscopio ottico si è avvicinato al suo limite in termini di ingrandimento e potere di risoluzione, e quasi tutte le principali strutture cellulari erano state descritte almeno.

In questo secolo, specialmente negli ultimi 25 anni, abbiamo assistito a una crescita senza precedenti della nostra conoscenza della cellula, della sua organizzazione e diversità strutturale, della sua organizzazione chimica e delle varie funzioni delle sue parti componenti. Questa comprensione è fondata sui contributi di molte migliaia di scienziati che lavorano nei laboratori di tutto il mondo.

Probabilmente nessun simbolo di riconoscimento dei contributi apportati dagli scienziati in questo secolo ha catturato l'immaginazione del pubblico (o degli scienziati stessi) come ha fatto il Premio Nobel, un premio che riconosce contributi specifici in diversi campi dell'attività umana. Molti di questi riconoscimenti nel campo della chimica, della fisiologia e della medicina sono stati assegnati per contributi che riguardano direttamente la biologia cellulare (vedi Tabella 1-1).


Storia della teoria cellulare

Prima di esplorare il storia dietro lo sviluppo della teoria cellulare, è importante riconoscere lo scienziato a cui è attribuita la scoperta della cellula.

  • La scoperta della cellula è attribuita a un famoso scienziato di nome Robert Hooke nell'anno 1665. Ha visto le cellule di sughero al microscopio ed è stato in grado di identificare strutture simili a compartimenti che ha definito come “cellule“.
  • Nell'anno 1824, uno scienziato francese di nome Henri Milne-Edwards ha proposto che la struttura fondamentale dei tessuti fosse costituita da una catena o cluster di globuli che hanno anche fisiologico importanza.
  • Più tardi, altri due scienziati, Henri Dutrochet e Francois Raspail proposto che nuove cellule sono generate dall'interno di vecchie cellule. Sebbene questa affermazione faccia parte della teoria cellulare, il meccanismo proposto dagli scienziati per quanto riguarda la rigenerazione cellulare, non era corretto.
  • Un altro scienziato francese, nell'anno 1832 con il nome di Barthelemy Dumortier osservato e spiegato il processo di fissione binaria, e ha continuato a respingere le precedenti nozioni popolari secondo cui le cellule derivano dall'interno di vecchie cellule o che sono generate spontaneamente.

La teoria cellulare, come la conosciamo oggi, fu formulata negli anni 1838 e 1839. Scienziato tedesco Matthias Schleiden studiato le cellule vegetali e postulato che ogni essere vivente è costituito da cellule o il prodotto di cellule.

  • Ha proposto che le nuove cellule derivino da un metodo di cristallizzazione da cellule vecchie o da altrove. L'anno successivo, nel 1839, Theodor Schwann avanza la sua proposta riguardo alle cellule animali, postulando che ogni elemento in animali è costituito da cellule o dai loro prodotti.
  • Diciannove anni dopo, Rudolph Virchow completato la teoria cellulare fornendo il postulato finale, che afferma che ogni cellula è generata da cellule preesistenti.
  • Nell'anno 1839, Matthias Schleiden e Theodor Schwann sono stati accreditati con lo sviluppo della teoria cellulare.
  • Un altro scienziato tedesco di nome Rudolph Virchow anche contribuito alla formulazione di questa teoria. Tuttavia, non è accreditato per questo. Schleiden e Schwann hanno suggerito che le cellule sono l'unità di base della vita.


Etichettatura di prossimità efficiente in cellule e organismi viventi con TurboID

Le reti di interazione proteica e la compartimentazione proteica sono alla base di tutti i processi di segnalazione e regolazione nelle cellule. L'etichettatura di prossimità (PL) catalizzata da enzimi è emersa come un nuovo approccio per studiare le caratteristiche spaziali e di interazione delle proteine ​​nelle cellule viventi. Tuttavia, gli attuali metodi PL richiedono oltre 18 ore di tempo di etichettatura o utilizzano sostanze chimiche con permeabilità cellulare limitata o elevata tossicità. Abbiamo utilizzato l'evoluzione diretta basata sulla visualizzazione del lievito per progettare due mutanti promiscui di biotina ligasi, TurboID e miniTurbo, che catalizzano PL con un'efficienza molto maggiore rispetto a BioID o BioID2 e consentono 10 minuti di PL in cellule con biotina non tossica e facilmente erogabile. Inoltre, TurboID estende il PL a base di biotina a mosche e vermi.

Dichiarazione di conflitto di interessi

Interessi finanziari in competizione

A.Y.T. e T.C.B. hanno depositato una domanda di brevetto che copre alcuni aspetti di questo lavoro.

Cifre

Figura 1. Evoluzione diretta di TurboID

Figura 1. Evoluzione diretta di TurboID

( un ) Biotinilazione dipendente dalla prossimità catalizzata da biotina promiscua…

18-24 ore). Questo esperimento è stato eseguito due volte con risultati simili, tranne che G3Δ omette la biotina, che è stata eseguita una volta. (F) Confronto delle varianti della ligasi nel citosol HEK che mostra che TurboID e miniTurbo sono molto più attivi di BioID, così come lo stampo di partenza e vari cloni intermedi dell'evoluzione. Le ligasi indicate sono state espresse come fusioni NES (segnale di esportazione nucleare) nel citosol HEK. È stata aggiunta biotina esogena 50 μM per 3 ore, quindi i lisati cellulari interi sono stati analizzati mediante streptavidina blotting. Espressione della ligasi rilevata mediante blotting anti-V5. U, non trasfettato. S, BirA-R118S. Gli asterischi indicano l'autobiotinilazione della ligasi. Etichettatura BioID per 18 ore (50 μM di biotina) mostrata per confronto nell'ultima corsia. Questo esperimento è stato eseguito due volte con risultati simili. (G) Quantificazione dei dati della macchia di streptavidina in (f) e da un esperimento di etichettatura di 30 minuti mostrato nella Figura supplementare 4b. La quantificazione esclude la banda di autobiotinilazione. L'intensità della somma di ciascuna corsia è divisa per l'intensità della somma delle bande di espressione della ligasi, i rapporti sono normalizzati a quello di BioID/18 ore, che è impostato su 1.0. I punti grigi indicano la quantificazione dell'intensità del segnale da ogni replicato, le barre colorate indicano l'intensità media del segnale calcolata dai due replicati.


L'origine della vita

L'enigma di "la gallina e l'uovo" è fondamentale quando si considera la vita stessa. Come è iniziata la vita? La scienza impone che il nostro universo si sia evoluto e che ogni struttura sia diventata sempre più complessa attraverso una serie di anomalie. Galassie, stelle e atomi sono stati assemblati da particelle create dal Big Bang. In primo luogo gli elementi più pesanti sono stati sviluppati dalle stelle. Dopo che queste stelle hanno iniziato a invecchiare, hanno espulso gli elementi più pesanti. Infine, l'evoluzione biologica è iniziata da cellule microscopiche simili a batteri. Questi divennero la base di tutta la vita sulla terra. Strutture più semplici ne portavano di più complesse e questo ciclo è continuato fino ad oggi. Le molecole organiche erano i mattoni per l'origine della vita e si pensa che siano esistite in una zuppa elementare creata dal BIG BANG.

Si presume ora che l'attuale sistema DNA/proteine ​​che conosciamo e comprendiamo oggi non fosse possibile poiché l'uno non può esistere senza l'altro. (Torna al dilemma della gallina e dell'uovo) Tuttavia, gli scienziati ritengono che l'RNA abbia agito come precursore di entrambi. In un certo senso, può funzionare sia come catalizzatore (come una proteina) sia come vettore di codice genetico.


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L'origine delle cellule 1.5

La vita si è evoluta dalle prime cellule a tutte le cellule che troviamo nell'enorme diversità degli organismi odierni. Questo argomento copre le origini delle cellule e la teoria cellulare proposta da Pasteur e Schwaan in un'epoca in cui si credeva ancora che si verificasse la generazione spontanea di cellule.

Concetti chiave

Impara e testa il tuo vocabolario biologico per 1.5 l'origine delle cellule usando queste flashcard.

Elementi essenziali: revisione rapida dell'intero argomento

Queste diapositive riassumono le conoscenze e le competenze essenziali in questo argomento.
Contengono brevi spiegazioni in testo e immagini - buona revisione per tutti gli studenti.

Leggi le diapositive e cerca le parole o i dettagli che trovi difficili da capire.

Domanda in stile esame sull'endosimbiosi nelle cellule

La domanda seguente richiede una comprensione del trasporto di membrana e degli organelli cellulari, quindi è un buon test di comprensione biologica. Scrivi una risposta su carta, quindi controlla i punti nella risposta del modello di seguito.

Descrivi come le prove supportano l'idea che l'endosimbiosi abbia dato origine alle cellule eucariotiche. [5]

Fare clic sull'icona + per visualizzare una risposta del modello.

Risposta del modello

Descrivi come le prove supportano l'idea che l'endosimbiosi abbia dato origine alle cellule eucariotiche. [5]

  • Il processo di endocitosi è visto in cellule come l'ameba, dove una cellula accoglie un'altra cellula. Questa è la prova che supporta l'idea che una cellula possa entrare in un'altra cellula.
  • L'endocitosi avvolge le altre cellule o molecole in una vescicola che assomiglia ad alcuni degli organelli legati alla membrana negli eucarioti.
  • Nel corallo ci sono cellule di alghe che rimangono vive all'interno delle cellule del corallo, il che dimostra che le cellule possono sopravvivere all'interno di altre cellule.
  • I cloroplasti e i mitocondri hanno doppie membrane che supportano l'idea che un organismo con una singola membrana fosse inghiottito e circondato da una membrana ospite la sua vescicola.
  • Gli organismi viventi liberi hanno DNA e un ciclo di DNA si trova nei cloroplasti / mitocondri a sostegno dell'idea che questi organelli potrebbero essere stati una volta liberi.

Punti extra che vanno oltre i cinque punti.

  • I cloroplasti e i mitocondri sono in grado di dividersi nelle cellule eucariote, supportando ulteriormente l'idea che un tempo vivevano liberi.
  • Ci sono ribosomi degli anni '70 nei cloroplasti / mitocondri simili ai ribosomi degli anni '70 trovati nei procarioti, questi sono diversi dagli 80 ribosomi delle cellule eucariotiche che supportano l'idea che abbiano origini procariotiche.
  • Il fatto stesso che i procarioti esistano oggi è la prova che cellule simili potrebbero essere esistite prima degli eucarioti.

Elenco riassuntivo per l'argomento 1.5 L'origine delle celle

  • Le prime cellule devono essere sorte da materiale non vivente.
  • L'origine delle cellule eucariotiche può essere spiegata dalla teoria endosimbiotica.
  • Le prove degli esperimenti di Pasteur hanno falsificato la teoria secondo cui si verifica la generazione spontanea di cellule e organismi.

Mappe Mentali

Questi riassunti del diagramma coprono le sezioni principali dell'argomento 1.5 Origine delle cellule.
Studiali e disegna a memoria la tua lista o mappa concettuale.

Mettiti alla prova - domande a risposta multipla

Questo quiz a risposta multipla con autovalutazione contiene domande che coprono le abilità sopra descritte.

1.5 Origine delle cellule 1 / 1

L'esperimento di Pasteur con le boccette a "collo di cigno" ha mostrato che un mezzo nutritivo sterile esposto all'aria non avrebbe mostrato alcun segno di crescita batterica nelle sue condizioni.

Cosa ha impedito la crescita dei batteri?

I batteri e la polvere non sono riusciti a raggiungere il mezzo nutritivo.

L'apertura della beuta era troppo piccola per far entrare i batteri nella beuta.

La generazione spontanea ha impedito ai batteri di crescere.

Il mezzo nutritivo mancava di alcune importanti sostanze nutritive.

I famosi esperimenti di Pasteur con le boccette a collo di cigno mostrarono che il brodo tenuto in una boccetta dove nessuna polvere poteva depositarsi nel mezzo nutritivo, e quindi nessuna cellula vivente poteva entrare, non si sarebbe ammuffito.

Questo confutava la teoria della generazione spontanea.

La generazione spontanea era un concetto popolare qualche centinaio di anni fa.

Quale delle seguenti affermazioni riassume meglio la teoria?

Le cellule si dividono spontaneamente in un mezzo nutritivo.

La generazione di nuove cellule porta a una nuova generazione della specie.

Gli organismi viventi si sviluppano da materia non vivente.

Nuove specie possono essere generate da specie più semplici.

La teoria della generazione spontanea ha cercato di spiegare la presenza di organismi come larve, muffe e batteri nel cibo in decomposizione. Gli esperimenti di Pasteur hanno falsificato questa teoria.

I 64 codoni dell'mRNA codificano per gli stessi amminoacidi in quasi tutte le specie. Una rara eccezione si trova in paramecio dove uno dei "codoni di stop" in realtà codifica per l'aminoacido glutammina.

Cosa suggerisce questo sull'origine delle cellule?

Le prime cellule avevano modi individuali di codificare gli amminoacidi.

Gli amminoacidi devono essere esistiti prima delle cellule.

Tutti gli esseri viventi hanno gli stessi geni.

È probabile che questo codice genetico abbia un'unica origine.

I 64 codoni nel codice genetico danno origine agli stessi amminoacidi in quasi tutti gli organismi, c'è pochissima variazione. Se il codice genetico si fosse evoluto più volte nella storia della vita, ci sarebbero molte differenze.

Le cellule oggi provengono da cellule preesistenti. L'origine della prima cella deve essere diversa.

Da dove pensano i biologi che provenga la prima cellula?

Da virus e fulmini.

Dall'urea prodotta dal vitalismo.

La prima cellula deve provenire da materiale non vivente. Questo materiale doveva contenere molecole che oggi consideriamo organiche, molecole contenenti carbonio.

Qual è la migliore definizione di endosimbiosi?

Una cellula viene portata in un'altra cellula e lì vive in modo che entrambe le cellule ne traggano beneficio.

Una cellula inghiotte un'altra cellula e trae beneficio dalla sua digestione.

Una cellula fornisce materiali per un'altra cellula ed entrambe le cellule sopravvivono.

Due celle forniscono ciascuna materiali l'una per l'altra ed entrambe sopravvivono.

L'endosimbiosi è dove una cellula fagocita un'altra cellula e continua a vivere all'interno della cellula.

La cellula inghiottita fornisce qualcosa alla cellula ospite e riceve qualcosa in cambio. Entrambe le cellule ne beneficiano.

L'immagine sotto mostra una cellula eucariotica.

Quale struttura, visibile nell'immagine, potrebbe essere utilizzata come prova a sostegno dell'endosimbiosi?

I mitocondri forniscono prove a sostegno dell'endosimbiosi perché hanno:

Supporta l'idea che tutta la vita si è evoluta da un'origine comune.

Supporta l'idea che i batteri contengano le stesse proteine ​​degli esseri umani.

Supporta che il codone UGG è presente in tutti i geni.

Supporta l'idea che la sintesi proteica si basa sull'mRNA.

I 64 codoni del codice genetico danno origine agli stessi amminoacidi in quasi tutti gli organismi.
C'è pochissima variazione. Questa è la prova di un'unica origine comune della vita.

Le differenze nella frequenza di utilizzo degli amminoacidi riflettono i diversi geni nei due organismi.


Note di livello CIE O

O Level Biology note di revisione fatte per le commissioni d'esame CIE. Questo copre tutti gli argomenti e i moduli per tutte le specifiche/programmi inclusi 5070 (2017-2019).

Gli argomenti trattati includono 1. Struttura e organizzazione cellulare 2. Diffusione e osmosi 3. Enzimi 4. Nutrizione vegetale 5. Nutrizione animale 6. Trasporto nelle piante da fiore 7. Trasporto negli esseri umani 8. Respirazione 9. Escrezione 10. Omeostasi 11. Coordinazione e risposta 12. Sostegno, movimento e locomozione 13. Uso e abuso di droghe 14. Microrganismi e biotecnologie 15. Relazioni degli organismi tra loro e con l'ambiente 16. Sviluppo degli organismi e continuità della vita e 17. Eredità.

1. Note sulla revisione della struttura e dell'organizzazione delle celle:

2. Note sulla revisione della diffusione e dell'osmosi:

3. Enzymes Revision Notes:

4. Plant Nutrition Revision Notes:

5. Animal Nutrition Revision Notes:

6. Transport in Flowering Plants Revision Notes:

7. Transport in Humans Revision Notes:

8. Respiration Revision Notes:

9. Excretion Revision Notes:

10. Homeostasis Revision Notes:

11. Coordination and Response Revision Notes:

12. Support, Movement and Locomotion Revision Notes:

13. The Use and Abuse of Drugs Revision Notes:

14. Microorganisms and Biotechnology Revision Notes:

15. Relationships of Organisms with One Another and with the Environment Revision Notes:

16. Development of Organisms and Continuity of Life Revision Notes:


Brent Cornell

All living things carry out 7 basic functions integral to survival:

  • metabolism – Living things undertake essential chemical reactions
  • Reproduction – Living things produce offspring, either sexually or asexually
  • Sensitivity – Living things are responsive to internal and external stimuli
  • homeostasis – Living things maintain a stable internal environment
  • Excretion – Living things exhibit the removal of waste products
  • nutrition – Living things exchange materials and gases with the environment
  • Growth – Living things can move and change shape or size


Mnemonic: MR SHENG

Application:

• Investigate the functions of life in paramecio and one named photosynthetic unicellular organism


As unicellular organisms are composed of a single cell, this cell must be able to carry out Tutti the life functions

How unicellular organisms fulfil these basic functions may differ according to structure and habitat


1. paramecio (heterotroph)