La cellula

Caratteristiche generali della cellula

La cellula è l’unità fondamentale della vita. Esistono 2 tipi di cellule: le cellule procariotiche e le cellule eucariotiche. Le cellule sono minuscole, il volume di una cellula varia da 1µm cubo a 1000µm cubi. Tuttavia non mancano eccezioni, come le uova degli uccelli o alcuni tipi di alghe unicellulari. Le dimensioni ridotte dipendono dalla necessità di mantenere un adeguato rapporto tra superficie e volume per poter funzionare. Per osservare una cellula ci serviamo di strumenti appositi, ovvero i microscopi che si suddividono in microscopi ottici e microscopi elettronici.

La cellula procariotica

Le cellule procariotiche sono più piccole e hanno una struttura più semplice rispetto alle cellule eucariotiche.
Sono caratterizzate da alcune caratteristiche generali:

• la membrana plasmatica: membrana a doppio strato, composta da due strati di molecole di fosfolipidi. Svolge differenti funzioni come mantenere costante l’ambiente interno della cellula, aiuta la comunicazione con le cellule adiacenti e la ricezione dei segnali provenienti dall’esterno, agisce da barriera semipermeabile consentendo ad alcune sostanze di entrare e uscire dalla cellula e impedendo ad altre di attraversarla.

• il citoplasma: si trova all’interno della membrana plasmatica, è un materiale semifluido, all’interno del quale avvengono quasi tutte le reazioni cellulari. Può essere suddiviso in 2 parti: il citosol, che è la parte fluida e le particelle insolubili sospese in esso, fra le quali, i ribosomi. I ribosomi sono aggregati di rRNA, ovvero RNA ribosomiale, e proteine. Sono il luogo in cui ha sede la sintesi proteica, cioè dove le informazioni provenienti dal DNA vengono utilizzate per assemblare gli amminoacidi e formare polipeptidi.

• il nucleoide, una zona particolare che contiene il materiale ereditario, DNA, che si trova sotto forma di un’unica molecola circolare.

Il citoplasma non è una regione statica, le molecole presenti in questo ambiente sono anzi in continuo movimento.

Nel corso della loro evoluzione, alcuni procarioti (archei e batteri) hanno sviluppato strutture specializzate in grado di conferire un vantaggio selettivo alle cellule che le possedevano.

• parete cellulare

• capsula

• membrane interne

• flagelli e pili

Le cellule eucariotiche

Fanno parte delle cellule eucariotiche i protisti, i vegetali, i funghi e gli animali. Le dimensioni sono fino a 10 volte più grandi delle cellule procariotiche e hanno una struttura più complessa.
Secondo la teoria endosimbiontica le cellule eucariotiche deriverebbero dalla fusione in un’unica membrana delle cellule procariotiche. Le cellule eucariotiche sono caratterizzate dalla presenza di organuli, compartimenti delimitati da membrane, nei quali si verificano determinate reazioni chimiche in base agli enzimi presenti.

I tipi di organuli presenti all'interno della cellula sono:

• il nucleo ha un diametro di 5µm, è il luogo in cui è contenuto il DNA, è la sede in cui avviene la duplicazione del DNA e inoltre esso contiene una zona, detta nucleolo, dove ha inizio il montaggio dei ribosomi a partire dall’RNA e particolari proteine.
  Il nucleo è avvolto da una doppia membrana che costituisce l’involucro nucleare.

• i ribosomi sono i siti di sintesi delle proteine, sono composti da rRNA (RNA ribosomiale).

• il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) è una formazione di sacchetti avente come scopo la produzione di membrane e proteine, è specializzato nella produzione di proteine di secrezione. Sulla superficie sono presenti dei ribosomi (da qui deriva "ruvido").

• il reticolo endoplasmatico liscio (REL) è una formazione simile al RER ma più tubolare, sintetizza i lipidi, provvede alla trasformazione di sostanze tossiche, immagazzina gli ioni calcio e per finire è il luogo in cui (nelle cellule animali) viene idrolizzato il glicogeno.

• l'apparato di Golgi appare come un insieme di sacchetti impilati uno sull'altro, riceve e rielabora proteine provenienti dal RE (reticolo endoplasmatico), sintetizza i polisaccaridi per la parete vegetale e smista le proteine inviandole alla loro destinazione finale.

• i lisosomi sono "sacchette" contenenti enzimi digestivi, il loro lume (lo spazio interno) ha un pH acido. Compiono il processo di auto digestione di organuli rovinati e/o vecchi e digeriscono macromolecole entrate nella cellula per fagocitosi di quest'ultima.

• i perossisomi sono organuli deputati alla demolizione di perossidi tossici (prodotti come scarti di alcune reazioni chimiche.

• i vacuoli presenti specialmente nelle cellule vegetali, sono organuli (contenenti soluzioni acquose) con molteplici scopi: accumulo di sostanze tossiche, sostegno (danno turgore alla cellula), riproduzione (possono contenere dei pigmenti colorati), digestione (nei semi ad esempio).

• i mitocondri sono organuli formati da una duplice membrana. Hanno come scopo prioritario la produzione di molecole di ATP (adenosintrifosfato) partendo dall'energia chimica contenuta nelle sostanze nutritive.

• i cloroplasti sono organuli esclusivi della cellula vegetale. Contengono la clorofilla utilizzata nella fotosintesi clorofilliana. Al loro interno troviamo dei tilacoidi ("dischetti") organizzati in grana (pile di tilacoidi), che galleggiano in uno spazio denominato stroma. I cloroplasti appartengono alla categoria dei plastidi assieme a leucoplasti (deputati all'immagazzinamento di amidi) e cromoplasti (deputati al contenimento di alcuni pigmenti).

Il citoscheletro

Composto da microfilamenti (actina), filamenti intermedi (cheratina) e microtubuli (tubulina)

Le giunzioni cellulari

Sono delle strutture capaci di unire cellule adiacenti e si distinguono in tre tipi:

• giunzioni occludenti

• giunzioni serrate

• desmosomi