Descrizione dettagliata delle cellule e delle loro componenti principali

Componenti fondamentali delle cellule

Tutte le cellule di un organismo vivente possiedono almeno tre componenti: la membrana plasmatica, il citoplasma e il materiale genetico.

La membrana plasmatica è una sorta di involucro semipermeabile che isola relativamente la cellula dall'ambiente esterno. Il citoplasma è l'insieme delle sostanze che si trovano all'interno dello spazio racchiuso dalla membrana plasmatica; esso è costituito da un fluido ricco di corpuscoli, detti organuli cellulari. Il materiale genetico è costituito dal DNA, una molecola che attraverso uno speciale codice chimico impartisce gli ordini necessari a costruire le cellule e a regolarne le attività.

Energia e dimensioni cellulari

Tutte le cellule per funzionare consumano energia. Questa energia, direttamente (nei vegetali) o indirettamente (negli animali), proviene dalla luce solare. Le cellule, in genere, sono molto piccole con diametri compresi tra 1 e 100 micrometri (1 micrometro = 1/1000 millimetro), e per questo lo studio avviene mediante uno strumento chiamato microscopio.

Le cellule per vivere sono obbligate ad essere piccole, infatti, se aumentassero le loro dimensioni, aumenterebbe notevolmente anche il loro volume. Siccome per vivere la cellula ha bisogno di continui scambi con l'esterno, che avvengono attraverso la membrana, si ha che, se essa fosse troppo grande, si verrebbe a creare un deficit di flusso attraverso la superficie cellulare che rende impossibile la vita alla cellula stessa.

Caratteristiche delle cellule procariote

Esistono due tipi di cellule: quelle PROCARIOTE e quelle EUCARIOTE.

Nelle cellule procariote il materiale genetico non è racchiuso dalla membrana plasmatica, ma è disperso nel citoplasma. La maggior parte delle cellule procariote hanno la capacità di secernere una parete cellulare che ha funzione protettiva. Questi organismi, in genere, vivono in acqua e per questo tendono, per osmosi, a far passare l'acqua attraverso la membrana all'interno della cellula. La membrana, anche se elastica, sotto la spinta dell'acqua si inturgidisce e alla fine scoppia, provocando la morte dell'organismo unicellulare procariote.

La costruzione della parete cellulare per questi organismi risulta, quindi, fondamentale per vivere. Il citoplasma è piuttosto omogeneo ed è costituito da una soluzione acquosa, ricca di organuli e granulazioni nutritive. All'interno del citoplasma troviamo il materiale genetico sottoforma di anelli di DNA, che è localizzato in una zona chiamata nucleotide. Spesso troviamo anelli più piccoli che portano geni specifici, chiamati plasmidi, e non sono localizzati del nucleotide. Infine troviamo i ribosomi, costituiti da proteine e acido ribonucleico, i quali hanno il compito di svolgere la sintesi proteica.

Struttura delle cellule eucariote

Nelle cellule eucariote il materiale genetico è separato dal citoplasma mediante una membrana cellulare che delimita una zona all'interno della cellula, chiamata nucleo. La cellula eucariote è maggiormente rappresentata nel mondo vegetale e animale. La sua struttura è piuttosto complessa ed è costituita da strutture interne, chiamate organuli, e da strutture sovramolecolari.

Funzioni della membrana plasmatica

La membrana plasmatica è il confine naturale della cellula. Essa è composta da lipidi, proteine e, in maniera minore, da glucidi. I lipidi sono le molecole più numerose e, grazie alla loro caratteristica di possedere una coda idrofoba e le teste idrofile, assicurano l'impermeabilità e la fuoriuscita del materiale genetico. Le proteine forniscono il punto di accesso per le sostanze nutritive e per l'acqua. Attraverso segnali chimici, le proteine fanno sì che le sostanze nutritive entrano nella cellula, però, a causa di errori di riconoscimento, molte volte consentono il passaggio ad agenti patogeni, come i batteri.

Il nucleo presenta una forma pressoché sferica ed è delimitata da una membrana nucleare. Nel suo interno si trova l'informazione genetica rappresentata da uno o più cromosomi, il cui numero varia nelle diverse specie.

Il citoplasma è la parte di cellula compresa tra la membrana cellulare e quella nucleare. Esso è una massa gelatinosa costituita da una parte liquida, che contiene amminoacidi,zuccheri semplici, ioni e molecole energetiche, come l'ATP.