Le parti principali della cellula e la loro funzione
La cellula è l'unità di base degli esseri viventi. Le parti principali della cellula sono:
- membrana plasmatica
- Citoplasma
- Nucleo cellulare
- Parete cellulare
- organelli
- citoscheletro
| parte cellulare | Caratteristica | Funzione |
|---|---|---|
| membrana plasmatica | Presente in tutte le cellule. |
Permette il passaggio dei nutrienti. Limita il contenuto interno della cella. Ricevi segnali esterni. |
| Citoplasma | Presente in tutte le cellule. Costituito da acqua, ioni, proteine. |
Consente reazioni chimiche. |
| Nucleo cellulare | Presente solo nelle cellule eucariotiche. Costituito da membrana, acidi nucleici e proteine. |
Mantiene protetto il codice genetico. |
| Parete cellulare | Presente nelle cellule vegetali, funghi e batteri, anche se con composizioni diverse. | Protegge la cellula dalla disidratazione. |
| organelli | Presente nelle cellule eucariotiche. |
Sono specializzati in diverse funzioni cellulari. |
| citoscheletro | Maglia o rete di proteine che formano i filamenti. | Dà forma alla cellula. Permette il movimento degli organelli e della cellula. |
membrana plasmatica
La membrana plasmatica è la struttura che racchiude e limita il contenuto cellulare. Questo agisce come una barriera selettiva, cioè permette il passaggio di determinate sostanze impedendo il passaggio di altre. Inoltre, è attraverso la membrana che le cellule comunicano tra loro e rilevano le condizioni esterne.
Tutte le cellule procariotiche ed eucariotiche hanno una membrana plasmatica. È composto per il 50% da lipidi e per il 50% da proteine. I lipidi principali sono fosfolipidi, sfingolipidi e steroli.
I fosfolipidi sono caratterizzati dall'essere anfipatici, cioè una parte del fosfolipide ha un'affinità per l'acqua, mentre l'altra no. Ciò consente ai fosfolipidi di raggrupparsi per formare fogli o strati in cui le parti legate all'acqua si trovano all'esterno e le parti idrofobiche sono nascoste, formando un doppio strato lipidico.
Il doppio strato lipidico è l'impalcatura della membrana. Molecole di altri lipidi sono incuneate tra i fosfolipidi, come il colesterolo nelle cellule animali e il fitosterolo nelle cellule vegetali.
Le proteine di membrana svolgono i compiti più importanti della membrana plasmatica. Alcune proteine attraversano la membrana dall'interno verso l'esterno, queste sono le proteine transmembrana. Ad esempio, le proteine di trasporto della membrana, che determinano quali molecole entrano nella cellula, vengono incorporate nella membrana.
Altre proteine si trovano solo su un lato della membrana, all'interno o all'esterno della cellula. Queste sono conosciute come proteine di membrana periferiche.
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Citoplasma
Il citoplasma è lo spazio interno della cellula, dove gli organelli si trovano galleggianti nel citosol. È caratterizzato dall'essere una rete gelatinosa continua, ancorata alla membrana plasmatica e attaccata al nucleo. Occupa l'intero volume nelle cellule procariotiche, mentre nelle cellule eucariotiche può raggiungere la metà del volume cellulare.
La viscosità del citoplasma è simile a quella dell'acqua, sebbene piuttosto affollata di macromolecole.
Tutte le attività intracellulari che non sono sequestrate all'interno degli organelli di membrana si svolgono nel citoplasma. Ad esempio, le reazioni della glicolisi nella respirazione cellulare avvengono nel citoplasma.
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Nucleo cellulare
Il nucleo contiene il genoma, il materiale genetico della cellula che è definito nell'acido desossiribonucleico (DNA).
Il nucleo è delimitato dall'involucro nucleare, una doppia membrana con pori. Le proteine e gli acidi ribonucleici (RNA) passano attraverso i pori. Questa busta scompare durante la mitosi.
Il nucleolo è una struttura all'interno del nucleo. È il sito per l'elaborazione degli acidi ribonucleici ribosomiali dell'rRNA, che sono i componenti dei ribosomi.
Il DNA all'interno del nucleo viene avvolto e confezionato per formare la cromatina.
Parete cellulare
La parete cellulare è una struttura rigida che circonda la membrana plasmatica all'esterno. È presente in batteri, archei, funghi e piante.
La parete cellulare dei batteri è costituita da una combinazione di proteine e zuccheri noti come peptidoglicano. La penicillina e altri antibiotici, farmaci usati per curare le infezioni, hanno come bersaglio d'azione la prevenzione della sintesi della parete cellulare.
La parete cellulare dei funghi è costituita da glucano e chitina, polisaccaridi del glucosio e acetilglucosamina. Questa struttura gli conferisce resistenza meccanica e plasticità, che consente al fungo di resistere alle condizioni ambientali, pur essendo in grado di dividersi e crescere. La loro distruzione può portare alla morte del fungo.
La parete cellulare delle piante è costituita da cellulosa, pectina e lignina, polimeri di vari zuccheri, come glucosio e acido galatturonico. Funziona come supporto o scheletro della struttura vegetale. Inoltre, protegge individualmente ogni cellula e permette il trasporto dei fluidi nella pianta attraverso i suoi canali.
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organelli
Gli organelli sono piccole strutture all'interno della cellula eucariotica che sono costituite da una membrana. Ogni organello ha proteine caratteristiche per svolgere funzioni specifiche. Tra i principali organelli abbiamo:
- ribosomi: sono le fabbriche proteiche delle cellule. Si trovano sia nelle cellule procariotiche che eucariotiche.
- Reticolo endoplasmatico: è un labirinto di membrane dove vengono processate proteine e lipidi.
- Mitocondri: è la fabbrica di produzione di energia per le funzioni cellulari.
- cloroplasto: sono gli organelli dove avviene la fotosintesi nelle piante.
- Apparato del Golgi: sono compartimenti di membrana che sono responsabili di racchiudere le proteine nelle vescicole
- lisosomi: è l'organello digestivo della cellula. Nei lisosomi ci sono proteine che sono responsabili della scomposizione del materiale che non serve più nella cellula.
- perossisomi: sono vescicole responsabili delle reazioni di ossidazione e riduzione. Contengono enzimi come catalasi e perossidasi.
citoscheletro
Il citoscheletro è un sistema dinamico di filamenti che si trovano all'interno della cellula nel citoplasma. È responsabile dell'organizzazione interna della cellula, delle proprietà meccaniche e della locomozione. Inoltre, partecipa attivamente alla mitosi separando i cromosomi e quindi dividendo la cellula in due.
Il citoplasma consente agli spermatozoi di nuotare e ai globuli bianchi di strisciare sulle superfici. La contrazione delle cellule muscolari è prodotta dal citoscheletro, così come dall'estensione dei dendriti e degli assoni nelle cellule nervose.
Le cellule animali hanno tre tipi di filamenti:
- filamenti intermedi: fornisce resistenza meccanica.
- microtubuli: determina la posizione degli organelli membranosi.
- filamenti di actina: determinano la forma della superficie cellulare e sono necessari per la locomozione
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Riferimenti
Alberts, B. et al. (2008) Biologia molecolare della cellula. 5a ed. Scienza della ghirlanda. UK.
Bowman, SM, Libero, SJ (2006) La struttura e la sintesi della parete cellulare fungina. BioSaggi 28: 799-808.
Luby-Phelps, K. (2013) La chimica fisica del citoplasma e la sua influenza sulla funzione cellulare: un aggiornamento. Biologia molecolare della cellula, 24: 2593
