LA CELLULA
1. Livelli di organizzazione degli esseri viventi
Gli esseri viventi sono organizzati in modo gerarchico.
Alla base della struttura di qualunque essere vivente ci sono gli atomi che,
legandosi tra loro formano le molecole. Le molecole biologiche fondamentali per
la vita sono: i carboidrati, i lipidi, le proteine e gli acidi nucleici (cioè il DNA e
l'RNA).
Più molecole insieme formano gli organuli, piccole strutture organizzate e
complesse che hanno funzioni specifiche (es. nucleo, reticolo endoplasmatico,
mitocondri).
L'insieme dei vari organuli forma le cellule. Le cellule, a differenza delle strutture
finora nominate, sono viventi e vengono per questo definite le "unità funzionali
della vita". Ci sono esseri viventi formati da una sola cellula (organismi
unicellulari come i batteri o i lieviti) o formati da tante cellule (organismi
pluricellulari come gli animali o le piante).
A un livello di organizzazione superiore delle cellule, troviamo i tessuti, insiemi di
cellule che concorrono a svolgere una stessa funzione. I tessuti animali di cui è
costituito il nostro stesso corpo sono 4: epiteliale, connettivo, muscolare e
nervoso.
Più tessuti possono essere aggregati tra di loro a formare un organo.
Gli organi strettamente connessi da un punto di vista funzionale formano un
apparato o un sistema e più sistemi coordinati tra loro formano un organismo
pluricellulare.
2. Esistono due tipi fondamentali di cellule
Le cellule procariote non hanno un nucleo distinto e il loro DNA è sparso nel
citoplasma e consiste di un solo cromosoma circolare. Sono molto piccole e non
hanno organuli. Sono procarioti i batteri.
Le cellule eucariote hanno un nucleo delimitato da membrane che contiene il
DNA. Sono circa 10 volte più grandi delle cellule procariote e contengono anche
numerosi altri organuli. Sono eucarioti gli animali, le piante, i funghi e i protisti.
3. Nelle cellule eucarioti si distinguono alcune parti fondamentali
Il nucleo contiene il DNA organizzato in cromosomi ed è il centro di controllo della
cellula
Gli organuli sono strutture specializzate spesso circondate da una membrana (es.
reticolo endoplasmatico, ribosomi, apparato di Golgi, lisosomi, mitocondri,
citoscheletro)
Il citosol è una sostanza gelatinosa ricca di proteine in cui sono immersi gli
organuli. Con essi forma il citoplasma
Il citoscheletro è un insieme di proteine filamentose che formano una specie di
impalcatura interna della cellula
La membrana plasmatica è il contorno della cellula e costituisce una barriera
protettiva.
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4. Struttura e funzioni della cellula animale
Il nucleo contiene le informazioni per la sintesi delle proteine
Il nucleo racchiude la maggior parte del DNA (una piccola parte di DNA è
contenuta anche nei mitocondri).
È avvolto da una doppia membrana nucleare dotata di numerose aperture dette
pori nucleari per lasciare entrare e uscire determinate sostanze.
Si chiama nucleolo la zona interna al nucleo su cui ha inizio la sintesi dei
ribosomi.
Il DNA appare come una sostanza che si può vedere bene solo quando viene
colorata con speciali composti chimici e che per questo è chiamata cromatina.
Quando la cellula è sul punto di dividersi, la cromatina si organizza in strutture a
forma di bastoncelli, i cromosomi.
È il luogo dove avviene la duplicazione del DNA, quando la cellula si divide.
Il DNA contiene le istruzione per fabbricare (sintetizzare) le proteine. Tali
informazioni si dicono geni e vengono copiate (o, come più correttamente si dice,
trascritte) in molecole dette RNA messaggero. Una volta avvenuta la trascrizione,
l'RNA messaggero esce dal nucleo attraverso uno dei pori nucleari e migra nel
citoplasma alla ricerca di un ribosoma.
Le proteine vengono sintetizzate a livello di ribosomi
La membrana nucleare si continua nel citoplasma con un'altra struttura dotata di
membrana, il reticolo endoplasmatico ruvido, detto così perché la sua superficie è
punteggiata da piccoli organuli tondeggianti chiamati ribosomi. I ribosomi si
legano all'RNA messaggero proveniente dal nucleo, "leggono" l'informazione da
esso trasportata e, attraverso un processo detto "traduzione (video)", sono il sito in
cui avviene la costruzione delle proteine. Una volta prodotte, le proteine entrano
nella cavità del reticolo endoplasmatico ruvido e, dopo aver subito alcune
modifiche, si ripiegano su se stesse assumendo una forma più compatta.
Le proteine si spostano dentro vescicole di trasporto
Dopo essere state sintetizzate sul reticolo endoplasmatico ruvido ed essere
entrate al suo interno, le proteine devono fuoriuscire dal reticolo per raggiungere
altre destinazioni. A questo scopo, dal reticolo endoplasmatico si staccano
particolari vescicole che trasportano tali proteine principalmente all'apparato di
Golgi.
Le proteine vengono modificate, rifinite e smistate nell'apparato di Golgi
L'apparato di Golgi è formato da una serie di piccole cisterne collegate tra loro.
Riceve le vescicole di trasporto contenenti le proteine provenienti dal reticolo
endoplasmatico ruvido. Ha il compito di apportare ulteriori modifiche a tali
proteine, spedendole infine, sempre attraverso altre vescicole di trasporto, alle
loro destinazioni ultime. La maggior parte di esse è destinata a fondersi con la
membrana plasmatica per riversare le proteine all'esterno della cellula
(secrezione).
Il reticolo endoplasmatico liscio produce lipidi e neutralizza sostanze nocive
Il reticolo endoplasmatico liscio è detto così in quanto la sua superficie non è
punteggiata di ribosomi. È la sede della sintesi di vari tipi di lipidi e un organulo
che, soprattutto nelle cellule del fegato, neutralizza sostanze potenzialmente
dannose per la cellula come l'alcol.
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I lisosomi riciclano i materiali cellulari invecchiati
I lisosomi sono vescicole prodotte dall'apparato di Golgi il cui compito è quello di
eliminare o riciclare i materiali cellulari invecchiati o danneggiati e anche quello di
trattare materiali provenienti dall'esterno della cellula prima che essa li utilizzi.
I mitocondri producono energia chimica
Tutte le attività cellulari necessitano di energia. Il combustibile che fornisce
energia alle cellule è costituito dalle sostanze nutritive, principalmente dal
glucosio. Il mitocondrio ossida il glucosio e lo converte in una forma di energia
più semplice che può essere utilizzata dalla cellula: l'ATP (adenosin trifosfato).
Secondo la teoria endosimbiontica, i mitocondri deriverebbero da cellule
batteriche che circa un miliardo di anni fa si sarebbero introdotte dentro le cellule
eucarioti primitive e che, anziché essere distrutte, hanno iniziato a condurre vita
propria in simbiosi con la cellula. Ne è testimonianza il fatto che i mitocondri
contengono DNA e ribosomi propri che assomigliano a quelli dei batteri e sono in
grado di riprodursi autonomamente.
Il citoscheletro forma l'impalcatura strutturale della cellula
Il citoscheletro è un insieme di filamenti proteici la cui funzione è quella di dare la
forma alla cellula, di ancorare i vari organuli mantenendoli in posizione e di far
muovere sia i diversi materiale dentro la cellula, che la cellula stessa. Il
citoscheletro è formato da 3 tipi di filamenti: microfilamenti di actina (per il
movimento cellulare), filamenti intermedi (per dare la forma alla cellula) e
microtubuli (per far muovere i materiali interni e permettere la mitosi).
Le ciglia e i flagelli sono strutture esterne che permettono i movimenti
Ciglia e flagelli sono strutture che si trovano sulla superficie della cellula e che
sono formati da microtubuli. Le ciglia sono presenti in gran numero e sono
piuttosto corte. Ondeggiando avanti e indietro molto rapidamente, fungono da
mezzo di propulsione per la cellula o fanno scorrere materiali lungo la sua
superficie. Nell'uomo ne sono ricche la mucosa delle vie respiratorie e degli
ovidotti.
Il flagello di solito è sempre uno, più lungo e robusto. Assomiglia a una specie di
coda e funziona da organo propulsore. Nella specie umana ne è dotato solo lo
spermatozoo.
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