Cellule - Funzioni

Cos’è la cellula?

•Due principali categorie:
•Procariota → Cellula priva di nucleo, con DNA disperso nel citoplasma (es. batteri e archea).
•Eucariota → Cellula dotata di nucleo e organuli specializzati (es. cellule animali e vegetali).

Membrana plasmatica

•Strato esterno che separa l’interno della cellula dall’ambiente esterno.
•Costituita da un doppio strato di fosfolipidi con proteine integrate.
•Regola gli scambi di sostanze tra interno ed esterno attraverso trasporto passivo e attivo.

Citoplasma

•Sostanza gelatinosa in cui sono immersi gli organuli cellulari.
•Contiene acqua, proteine, zuccheri e sali minerali.

Nucleo

•Centro di controllo della cellula, contiene il DNA.
•Circondato da una doppia membrana con pori nucleari per lo scambio di sostanze.
•Contiene il nucleolo, che produce i ribosomi.

Mitocondri

•Sedi della respirazione cellulare, producono energia sotto forma di ATP.
•Hanno una doppia membrana e un proprio DNA.

Ribosomi

•Piccoli organuli responsabili della sintesi proteica.
•Possono essere liberi nel citoplasma o associati al reticolo endoplasmatico.

Reticolo endoplasmatico (RE)

•Rugoso → Ricoperto di ribosomi, coinvolto nella sintesi e trasporto delle proteine.
•Liscio → Senza ribosomi, produce lipidi e detossifica sostanze nocive.

Apparato di Golgi

•Modifica, imballa e trasporta proteine e lipidi.
•Forma vescicole di secrezione per esportare sostanze dalla cellula.

Lisosomi

•Contengono enzimi digestivi che degradano sostanze di scarto e organuli danneggiati.

Citoscheletro

•Rete di filamenti proteici che mantiene la forma cellulare e permette il movimento.

Differenze tra cellule animali e vegetali

Cellule animali

•Mancano di parete cellulare e cloroplasti.
•Possiedono centrioli, essenziali per la divisione cellulare.
•Hanno vacuoli piccoli e numerosi.
Cellule vegetali
•Possiedono una parete cellulare rigida di cellulosa, che conferisce struttura e protezione.
•Contengono cloroplasti, responsabili della fotosintesi.
•Presentano un grande vacuolo centrale, utile per immagazzinare acqua e sostanze nutritive.

Il metabolismo cellulare

•Insieme delle reazioni chimiche che permettono il mantenimento delle funzioni vitali.
•Si divide in:
•Anabolismo → Costruzione di molecole complesse a partire da composti più semplici (es. sintesi proteica).
•Tre fasi principali:
•Glicolisi → Avviene nel citoplasma, scinde il glucosio in acido piruvico.
•Ciclo di Krebs → Nei mitocondri, produce CO₂ e trasporta elettroni.
•Fosforilazione ossidativa → Genera la maggior parte dell’ATP.

Fotosintesi (solo nelle cellule vegetali)

•Avviene nei cloroplasti e converte la luce solare in energia chimica.
•Utilizza anidride carbonica e acqua per produrre glucosio e ossigeno.
•Divisa in due fasi:
•Fase luminosa → Si svolge nelle membrane dei tilacoidi e produce ATP e NADPH.
•Fase oscura (Ciclo di Calvin) → Avviene nello stroma e sintetizza glucosio.

La divisione cellulare

•Processo con cui una cellula si riproduce e genera nuove cellule.
•Due modalità principali:
•Mitosi → Divisione delle cellule somatiche per la crescita e la riparazione dei tessuti.
•Meiosi → Produce cellule sessuali (gameti), riducendo il numero di cromosomi della metà.

Fasi della mitosi

•Profase → I cromosomi si condensano, la membrana nucleare si dissolve.
•Metafase → I cromosomi si allineano al centro della cellula.
•Anafase → I cromatidi si separano e si spostano ai poli opposti.
•Telofase → Si riformano due nuclei e la cellula si divide

Tipi di trasporto attraverso la membrana

•Diffusione semplice → Movimento di piccole molecole (O₂, CO₂) secondo gradiente di concentrazione.
•Diffusione facilitata → Passaggio di sostanze attraverso proteine di membrana.
•Osmosi → Diffusione dell’acqua attraverso una membrana semipermeabile.

Trasporto attivo (con consumo di energia, ATP)

•Pompe ioniche → Trasportano ioni contro gradiente di concentrazione (es. pompa sodio-potassio).
•Endocitosi → La cellula ingloba particelle formando vescicole.
•Esocitosi → La cellula espelle sostanze contenute in vescicole.

Specializzazione cellulare

Esempi:
•Neuroni → Trasmettono segnali elettrici nel sistema nervoso.
•Globuli rossi → Trasportano ossigeno grazie all’emoglobina.
•Cellule muscolari → Permettono il movimento grazie alle proteine contrattili.
•Cellule epiteliali → Rivestono e proteggono organi e tessuti.