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Cellule procariote e cellule eucariote

Le cellule procariote ed eucariote presentano caratteristiche simili fra loro, per esempio hanno in comune alcune delle strutture principali quali:
Membrana plasmatica: una parete che separa le cellule dall’esterno;
Cromosomi: strutture composte di DNA;
Ribosomi: strutture minute che favoriscono la sintesi delle proteine.
Ad ogni modo, entrambe hanno anche elementi che le differenziano. Le cellule eucariote si distinguono fondamentalmente perché possiedono un nucleo, una regione all’interno della quale si trova la maggior parte del DNA. Il composto di acqua e altri soluti semplici che occupa la stretta zona fra la membrana e il nucleo è detto citoplasma.

Cellula procariote

La cellula procariote generalmente ha larghezza compresa fra 1 e 10 µm. Il suo nome (dal greco pro “prima” e kàryon “nucleo”) ci indica già l’assenza di un nucleo. I ribosomi che contiene sono più piccoli e numerosi di quelli della eucariote.

Nucleoide: sezione a spirale formata dal dna, è priva di una membrana;
Parete cellulare: è un rivestimento che mantiene la forma della cellula;
Capsula: oltre a proteggere ulteriormente la cellula, la rende più adesiva alle superfici e di conseguenza più tossica;
Pili: strutture allungate che fanno aderire meglio la cellula;
Flagelli: prolungamenti molto estesi che consentono alla cellula di muoversi liberamente nei fluidi (mo-vimento detto locomozione).

Cellule eucariote

Le eucariote (dal greco eu ‘vero’ e kàryon ‘nucleo’) sono simili fra loro e diverse dalle procariote. Oltre al nucleo, possiedono degli organuli immersi nel citoplasma e rivestiti di membrana. La cellula eucariote ha un sistema interno molto complesso che la divide in regioni distinte, una peculiarità che si definisce compartimentazione. Parecchie funzioni, che nel complesso si indicano con metabolismo cellulare, si svolgono negli organuli i quali, presentando condizioni chimiche particolari, consentono di svolgere con-temporaneamente diversi processi.
Parole chiave per ricordare meglio i concetti che verranno approfonditi
Reticolo endoplasmatico – Apparato di Golgi – Lisosoma – Mitocondrio – Perossisoma – Centriolo - Citoscheletro – Plasmodesmi – Vacuolo – Cloroplasto

Membrana plasmatica

La membrana plasmatica, presente in entrambe le cellule, regola l’entrata e l’uscita del materiale della cellula. È costituita principalmente da un doppio strato fosfolipidi, rivolti con le teste idrofile e le code idrofobe. Questa formazione determina la permeabilità selettiva, ovvero il filtraggio di molecole all’interno della cellula. All’interno della cellula si trovano anche delle proteine, di trasporto e recettore. Dato che la membrana non è rigida, i biologi la definiscono un mosaico fluido.

Nucleo

All’interno di esso il dna è unito a proteine e forma fibre dette cromatina. Queste strutture, che prese singolarmente sono i cromosomi, si vedono anche col microscopio ottico. Il nucleo è delimitato dall’involucro nucleare, fornito di uno spesso strato di proteine che aiutano a regolare gli scambi di ma-teriale. All’interno del nucleo, poi, si trova il nucleolo, che contiene dna e rna che si unisce a proteine dando origine a piccoli ribosomi.

Ribosomi

I ribosomi sono organuli privi di membrana e partecipano alla sintesi delle proteine. Alcuni di essi si tro-vano nel citoplasma, altri invece sono nell’involucro nucleare. La maggior parte delle proteine sintetizza-te vengono introdotte nelle membrane o negli organuli.

Membrane e perossisomi

Nelle eucariote, molte membrane sono unite fra di loro tramite un sistema di membrane interne (o en-docellulari). È importante per le vescicole di trasporto, porzioni della membrana che si formano intorno ai prodotti da spostare. Quando si scontra con la membrana, la vescicola si fonde con essa e rilascia le sostanze.


I perossisomi sono coinvolti in molte funzioni metaboliche, come la degradazione degli acidi grassi. Pro-ducono perossido d’idrogeno (dannoso per la cellula) che poi convertono in acqua.

Reticoli

Il reticolo endoplasmatico è una rete di canali collegati all’involucro nucleare. Quello liscio, sembra li-scio perché le sue membrane non presentano involucri attaccati. Viceversa per quello ruvido.

Il reticolo endoplasmatico liscio ha una membrana con enzimi che hanno un ruolo fondamentale nella sintesi dei fosfolipidi. Nell’uomo, il fegato ha cellule epatiche costituite da questo tipo di reticolo e che a lungo andare aumentano la tolleranza del corpo ai medicinali, vale a dire che ce ne sarà bisogno in quan-tità sempre maggiore. Inoltre, questo reticolo immagazzina ioni di calcio, che si rivelano indispensabili per la contrazione muscolare.
Il reticolo endoplasmatico ruvido amplia le membrane interne, producendo nuovi fosfolipidi, e assem-bla delle proteine. I ribosomi che sono uniti ad esso vengono uniti nella sua membrana oppure immessi in altri organuli.

Apparato di Golgi

Molte vescicole di trasporto raggiungono l’apparato di Golgi (biologo e medico italiano Camillo Golgi 1843-1926, Nobel per la Fisiologia e la Medicina nel 1906). Golgi scoprì che questo apparato è un in-sieme di cisterne di numero variabile. È un centro di rielaborazione dei prodotti del reticolo endopla-smatico. Un lato riceve e accoglie le vescicole, l’altro le espelle. I prodotti ricevuti subiscono trasforma-zioni e poi vengono rilasciati.

Lisosomi

Dal greco lysis ‘scioglimento’ e soma ‘corpo’, sono organuli formati da enzimi digestivi. Alcuni lisosomi inglobano particelle alimentari in sacche dette vacuoli alimentari. I lisosomi si fondono con questi, dige-riscono il cibo e lo spediscono alla cellula. Questa azione è indispensabile per la salute degli organismi.

Vacuoli

Sono strutture che ricoprono diversi ruoli in base a dove si trovano. Il vacuolo centrale delle cellule ve-getali svolge l’idrolisi come un lisosoma; assorbe ed espelle acqua; immagazzina sostanze o rifiuti tossici; contengono sostanze velenose che uccidono i predatori che mangiano la pianta. I vacuoli contrattili, nei protisti, aiutano a eliminare l’acqua assorbita, altrimenti protisti come il Paramecium scoppierebbero.

Mitocondri

Sono gli organuli in cui avviene la respirazione cellulare, un processo che converte l’energia chimica degli alimenti in ATP, adenosina trifosfato, un particolare tipo di nucleotide che è la fonte energetica per il lavoro cellulare. Il mitocondrio ha uno spazio intermembrana, la membrana interna racchiude la matri-ce mitocondriale, che contiene molti ribosomi ed enzimi necessari per la respirazione cellulare.

Cloroplasti

Svolgono la fotosintesi all’interno dei vegetali. Hanno due membrane, la prima delimita un’area di fluido detto stroma, dove si trova il dna del cloroplasto e un gruppo di tubuli detti tilacoidi. La membrana di questi ultimi delimita il lume del tilacoide, che racchiude un fluido molto acido.

Citoscheletro

Struttura che da sostegno e consente il movimento, collaborando con le proteine motrici. È costituito da tre principali fibre che, in ordine di spessore, sono:
Microfilamenti: bastoncini di actina che, stimolate da impulsi nervosi, fanno contrarre le cellule musco-lari;
Filamenti intermedi: rinforzano la cellula e mantengono alcuni organuli nella posizione più corretta;
Microtubuli: strutture che guidano i cromosomi durante la divisione cellulare e sono i principali compo-nenti dei pili e dei flagelli.

Plasmodesmi

Sono canali che attraversano la parete cellulare mettendo in collegamento cellule adiacenti fra di loro.

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