Lezione 3
Dentro la cellula eucariote
Bibliografia
I colori della biologia
Giusti Gatti Anelli
Ed . Pearson
Quali sono la struttura e le funzioni
della membrana plasmatica?
Qual è la funzione del nucleo?
Quali sono le principali strutture
cellulari?
Quali sono le strutture di sostegno
e movimento della cellula?
Come comunicano le cellule?
Che cosa distingue una cellula
vegetale da una animale?
Un esempio di cellula eucariote
Sono chiaramente distinguibili il nucleo(in rosso scuro) e gli organuli cellulari( in verde e giallo).
La cellula eucariote possiede una struttura altamente organizzata, grazie alla presenza di membrane
che creano dei compartimenti interni, ciascuno
dei quali svolge specifiche funzioni come la respirazione cellulare, l’assemblaggio e la distribuzione delle
proteine, la digestione dei rifiuti.
La struttura generale delle cellule eucariote
Le cellule eucariote si distinguono in due tipologie principali: cellule animali e cellule vegetali.
Entrambe le tipologie contengono un nucleo e altri organuli specializzati
in attività diverse.
La cellula animale
Figura 1 Simili ma non identiche Sia nella cellula animale, sia in quella vegetale, il confine della cellula è sempre la membrana
plasmatica, ma nella seconda è presente anche una parete cellulare, costituita principalmente da cellulosa, che ha la funzione di
sostenere la cellula e conservarne la forma. Nella cellula vegetale sono inoltre presenti compartimenti interni specializzati nella
fotosintesi, i cloroplasti, e un grande vacuolo centrale, pieno di acqua e diversi soluti .
La cellula vegetale
2 Struttura e funzione della membrana plasmatica
In ambiente acquoso, le teste dei fosfolipidi si dispongono all’esterno, mentre le code si rivolgono
all’interno, formando un doppio strato fosfolipidico .
In esso sono immerse proteine di membrana, talvolta legate a carboidrati e lipidi, e molecole di
colesterolo .
Struttura e funzione della membrana plasmatica
La membrana plasmatica viene spesso descritta con
il modello del “mosaico fluido”: un doppio strato fosfolipidico in cui sono immerse molecole di
colesterolo e proteine che possono muoversi lateralmente. Inoltre, è semipermeabile, cioè
permette il passaggio di alcune molecole, e non di altre
Tale caratteristica è detta permeabilità selettiva
Figura 2 La struttura della membrana plasmatica La membrana plasmatica può essere descritta come un
“mosaico fluido” di fosfolipidi in cui sono immersi proteine, carboidrati e colesterolo.
Le cellule eucariote sono caratterizzate dalla presenza
del nucleo, il compartimento cellulare dove è custodito il DNA, separato dal resto della cellula da
un involucro nucleare, formato da due membrane e costellato da aperture chiamate pori nucleari
Il nucleo è il “centro di controllo” della cellula e ha la funzione di proteggere il DNA e le sue
preziose informazioni; queste però devono poter essere copiate e trasportate
nel citoplasma e ciò è possibile grazie alla presenza dei pori nucleari.
3 Struttura e funzione del nucleo
Figura 3 I PORI NUCLEARI, in rosa, permettono lo scambio di materiali tra il nucleo e il citoplasma
Struttura e funzione del nucleo
Il nucleo ha generalmente l’aspetto di una massa uniforme, formata da DNA e da proteine a esso associate, chiamata
cromatina, ma nelle cellule in procinto di dividersi la cromatina si compatta in strutture a bastoncello che
si chiamano cromosomi.Spesso il nucleo contiene una o più masserelle più scure,
i nucleoli, che servono alla costruzione dei ribosomi.
4 Le altre strutture cellulari
L’interno della cellula è chiamato citoplasma ed è composto da una parte fluida chiamata citosol, costituita da acqua,
enzimi e altre proteine, e da organuli cellulari, strutture
che svolgono compiti specifici:
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ribosomi
mitocondri
reticolo endoplasmatico (RE)
apparato di Golgi
lisosomi
I ribosomi sono piccoli organuli tondeggianti che permettono la sintesi delle proteine funzionando come “banchi da
lavoro” per il loro assemblaggio. Sono formati dall’acido nucleico rRNA (RNA ribosomiale) e da proteine.
Alcuni ribosomi sono associati alle membrane cellulari interne, altri sono liberi nel citosol. I ribosomi delle cellule
eucariote sono diversi da quelli dei procarioti
I mitocondri sono le “centrali energetiche” della
cellula in quanto in essi si svolgono alcune delle reazioni
della respirazione cellulare, il processo attraverso cui avviene la produzione della principale molecola trasportatrice di
energia, l’ATP. Hanno una forma tondeggiante o simile
a un fagiolo e sono formati da due membrane, una esterna liscia e una interna pieghettata a formare numerose creste
FIGURA 4 I mitocondri sono formati da due membrane. Quella interna è ripiegata a formare delle creste.
Il reticolo endoplasmatico (RE) è formato da una rete di canali, tubuli e sacchi
Ne esistono due tipi: il RE ruvido, così chiamato perché punteggiato di ribosomi, la cui funzione è completare
l’assemblamento delle proteine, e il RE liscio che ne è privo, coinvolto principalmente nella sintesi dei lipidi.
L’apparato di Golgi è il compartimento dove le proteine vengono impacchettate ed etichettate
perché possano raggiungere la giusta destinazione, all’interno o all’esterno della cellula.
È formato da una pila di membrane che danno origine a una serie di cisterne appiattite.
I lisosomi sono piccole vescicole delimitate da una membrana, contenenti enzimi che digeriscono le
sostanze di rifiuto Sono particolarmente numerosi nelle cellule che compiono la fagocitosi.
Molti dei globuli bianchi presenti nel sangue, per esempio, che difendono il nostro organismo inglobando e digerendo
batteri e virus, sono pieni di lisosomi.
Le strutture di sostegno e movimento della cellula
La cellula conserva la propria forma grazie al citoscheletro, che regola anche la posizione degli organuli al suo interno
È formato da strutture proteiche chiamate microfilamenti e microtubuli.
Il citoscheletro svolge un ruolo importante anche nei movimenti della cellula, compresi il trasporto dei materiali e le
modificazioni della forma della cellula stessa.
Alcune cellule hanno delle protuberanze della membrana plasmatica, utilizzate per la locomozione, chiamate
ciglia e flagelli Alcune cellule si servono delle numerose ciglia situate sulla propria superficie per far muovere
il fluido che si trova all’esterno.
5 Le peculiarità delle cellule vegetali
Le cellule vegetali, a differenza di quelle animali, sono in grado di produrre sostanze alimentari traendo energia
dalla luce solare grazie a organuli chiamati cloroplasti I cloroplasti funzionano come centrali energetiche
che trasformano l’energia solare in energia chimica mediante il processo della fotosintesi.
Al microscopio ottico, i cloroplasti appaiono di forma discoidale. Le membrane ripiegate che formano
la struttura interna dei cloroplasti costituiscono i tilacoidi, impilati in strutture dette grana.
Le cellule vegetali sono circondate da una parete cellulare, una struttura rigida diversa da quella dei batteri e
composta principalmente da cellulosa, fondamentale per garantire protezione e solidità alle piante.
La parete è coadiuvata in questa funzione da una struttura molto particolare, il vacuolo centrale, un deposito di
acqua e soluti che ha anche una funzione di sostegno grazie alla pressione esercitata sulla parete cellulare dal liquido
contenuto al suo interno.
