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Evoluzione della cellula eucariotica


Le prime forme di vita apparvero sulla terra circa 3,7 miliardi di anni fa ed erano microrganismi unicellulari caratterizzati da un nucleo non ben delimitato (da qui la definizione di procarioti o organismi dal nucleo primitivo) e da una organizzazione priva di strutture specializzate.
La struttura cellulare era composta da una matrice omogenea contenente corpiccioli sferoidali o ribosomi, costituiti da acido ribonucleico (RNA) associato a proteine, impegnati nella sintesi di molecole proteiche.
Questi primi esseri viventi ebbero grande diffusione, si adattarono a tutti gli ambienti terrestri e si differenziarono in una grande varietà di specie. La vita, però, non si sarebbe così straordinariamente diversificata se non avesse avuto origine un tipo di cellula, la cellula eucariotica (eu = bene, karyon = nucleo) caratterizzata da una struttura specializzata, da un nucleo ben distinto e racchiudente filamenti lineari di DNA o cromosomi. Come ebbe origine la cellula eucariotica?
Nella cellula ancestrale la membrana cellulare formò delle introflessioni e ciò comportò un aumento della superficie assorbente e in complesso delle dimensioni cellulari. Oggi infatti il volume della cellula eucariotica è 10.000 volte quello di una comune cellula procariotica.
La membrana periferica, secondo alcuni ricercatori, si sarebbe ripiegata verso l’interno accrescendo la superficie disponibile per il trattamento delle sostanze nutritive e forse qualcuno dei ripiegamenti può aver costituito un sacchetto interno in contatto il DNA, sino a delimitare il nucleo.
La struttura interna si complicò per la formazione di compartimenti delimitati da membrane specializzate per l’assolvimento di particolari funzioni, detti organuli, e per l’organizzazione di un citoscheletro costituito da un fitto intreccio di fibre e microtubuli. Quest’ultimo conferì alla cellula la possibilità di spostarsi nell’ambiente e consentì flussi interni di materiali.
Le prime cellule eucariotiche si nutrivano secondo alcuni studiosi (Ch. De Duve, premio Nobel 1974 “per le scoperte sull’organizzazione delle cellule”) di detriti e di scorie di altri microrganismi, digerendoli all’esterno della cellula.
Nella cellula eucariotica ancestrale vi furono altri significativi cambiamenti circa 3 miliardi di anni fa. Secondo molti ricercatori, essa inglobò procarioti liberi e batteri fotosintetici produttori di ossigeno: i due tipi di microrganismi inglobati divennero suoi organuli: i mitocondri, impegnati nella degradazione di grosse molecole mediante l’impiego di ossigeno molecolare, e i cloroplasti, capaci di utilizzare la luce solare per costruire molecole organiche.
Le prove? Cloroplasti e mitocondri hanno importanti caratteristiche comuni con la cellula procariotica: possiedono un cromosoma ad anello, dei propri RNA e ribosomi.
Altri organuli della cellula eucariotica sono l’apparato di Golgi, sede di rifinitura delle molecole proteiche, e i lisosomi che degradano strutture e molecole non più utili alla cellula.
È così che via via si affermò un tipo di cellula, come l’attuale cellula eucariotica, dotata di strutture specializzate destinate a svolgere funzioni particolari.
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