Cellula, Biologia

La  cellula  eucariota  

La   cellula   eucariota   è   10   volte   più   grande   di   quella   procariota;   è   separata  

dall’ambiente   esterno   dalla   membrana   citoplasmatica,   all’interno   contiene   il  

citoplasma  dove  sono  presenti  i  ribosomi  e  altri  organelli  molto  importanti  e  ben  

specifici,   avvolti   ciascuno   da   uno   strato   di   membrana.   Questa   membrana   ha   la  

funzione   di   separare   le   molecole   contenute   in   ciascun’organulo   con   quelle  

contenute   all’interno   della   cellula,   prevendo   pericolose   reazioni   tra   di   esse;  

inoltre   è   utile   per   regolare   ciò   che   deve   entrare   e   uscire   da   ogni   organulo  

(materie  prime,  prodotti).  

Gli  organuli  principali  della  cellula  procariote  sono:  

-­‐ Nucleo  

-­‐ Mitocondrio  

-­‐ Apparato  del  Golgi  e  reticolo  endoplasmatico  (liscio  e  rugoso)  

-­‐ Lisosomi  e  vacuoli  

-­‐ Cloroplasti  

Frazionamento  cellulare  

Per   studiare   gli   organelli   contenuti   nelle   cellule,   si   ricorre   al   frazionamento  

cellulare:   esso   consiste   in   una   centrifugazione   della   cellula,   preventivamente  

lisate,   cioè   rotte   delicatamente.   La   miscela   ottenuta   viene   centrifugata   e   si  

ottiene   il   pellet,   insieme   degli   organelli   più   pesanti   che   si   depositano   sul   fondo  

della  provetta,  e  il  supernatante  che  si  stratifica  al  si  sopra  del  pellet  e  contiene  

particelle   più   leggere.   Le   due   parti   così   ottenute   possono   essere   centrifugate  

ulteriormente   a   velocità   sempre   più   alte   per   ottenere   via   via,   un   pellet   che  

contiene   componenti   cellulari   più   pesanti.   Si   può   utilizzare   anche   la  

centrifugazione  su  gradiente  di  densità,  che  consiste  nel  riempire  la  provetta  con  

soluzioni  a  densità  decrescente;  così  facendo  durante  la  centrifugazione,  ciascun  

elemento   del   pellet   migrerà   nella   zona   dove   la   sua   densità   è   pari   a   quella   della  

porzione   di   soluzione.   Gli   organuli   così   purificati   possono   essere   estratti   e  

studiati.  

Il  nucleo  

Il  nucleo  è  la  parte  più  grande  della  cellula  ed  è  costituito  da  due  parti  essenziali:  

l’involucro  nucleare  e  in  nucleoplasma.  Nel  nucleoplasma  troviamo  la  cromatina  

e  il  nucleolo:  nel  nucleolo  sono  sintetizzati  gli  RNA  ribosomiali,  nella  cromatina  

invece  troviamo  il  DNA  legato  ad  alcune  proteine.  Prima  della  divisione  cellulare,  

la   cromatina   forma   strutture   chiamate   cromosomi,   cioè   “pacchetti”   di   DNA.   Al  

confine  tra  cromatina  e  involucro  nucleare  si  trova  la  lamina  nucleare  che  riveste  

la  parte  interna  dell’involucro.  

L’involucro   nucleare   è   costituito   da   due   membrane   concentriche   separate   tra  

loro  di  10-­‐20  nM,  che  si  congiungono  in  corrispondenza  dei  3500  pori  nucleari  

che  la  interrompono;  questi  pori  nucleari  sono  circondati  da  8  complessi  proteici  

e  hanno  il  compito  di  regolare  di  regolare  il  passaggio  di  materiale  tra  citoplasma  

e   nucleoplasma.   Molecole   di   piccole   (10000   Da)   e   medie   dimensioni   (fino   a  

50000  Da)  passano  facilmente  attraverso  i  pori,  mentre  molecole  di  dimensioni  

maggiori   possono   attraversarli   solo   se   hanno   una   specifica   sequenza  

amminoacidica;  questa  sequenza  è  definita  segnale  di  localizzazione  nucleare  ed  

interagisce  con  un  recettore  del  poro  che  ne  permette  o  meno  il  passaggio.  

Il  sistema  endomembranoso  

Il  sistema  è  costituito  da  apparato  del  Golgi  e  dal  reticolo  endoplasmatico:  

il   reticolo   endoplasmatico   è   collegato   tramite   zone   di   continuità,   al   involucro  

nucleare;   può   essere   rugoso   o   liscio,   a   seconda   della   presenza   o   meno   di  

ribosomi   sulla   sua   superficie.   Il   RE   liscio   è   di   forma   più   tubulare   (meno  

vescicole)   e   soprattutto   non   ha   i   ribosomi,   mentre   il   RE   rugoso   ha   i   ribosomi   e  

più  vescicole;  

Sul   RE   rugoso   vengono   sintetizzate,   dai   ribosomi,   importanti   proteine   che   hanno  

svariate   funzioni   (proteine   di   membrana,   di   secrezione   o   necessarie   ad   altri  

organelli);   queste   proteine   possono   essere   modificate   al   suo   interno   a   seconda  

della   funzione   che   dovranno   svolgere   (glicosidazione,   ponti   disolfuro),   per   poi  

essere  trasportate,   tramite   vescicole  gemmate  dal  RE  stesso,  verso  altri  organelli  

della  cellula,  solitamente  verso  l’apparato  del  Golgi.  

Sul  RE  liscio  vengono  sintetizzati  numerosi  lipidi  e  carboidrati,  come  fosfolipidi,  

ormoni   steroidei   o   colesterolo;   nelle   cellule   epatiche   del   fegato   animale   ad  

esempio   viene   degradato   il   glicogeno   e   vengono   modificate   altre   sostanze  

chimiche   tossiche   come   alcool,   droghe   e   sostanze   cancerogene,   di   modo   che  

possano  essere  espulse  dall’organismo.  

L’apparato  del  Golgi  

La   funzione   principale   di   questo   apparato   è   quella   di   regolare   il   traffico  

vescicolare   della   cellula;   è   costituito   da   pile   di   sacche   membranose   chiamate  

cisterne   e   da   vescicole   che   si   formano   da   esso.   Possiede   tre   aree   denominate   cis,  

mediale   e   trans;   l’area   cis   è   rivolta   verso   il   RE,   mentre   l’area   trans   verso   la  

membrana   plasmatica,   la   mediale   è   quella   posta   tra   le   due.   Solitamente   il   Golgi  

riceve   le   vescicole   contenenti   materiali   provenienti   dal   RE   nell’area   cis;   le  

molecole   passano   all’interno   dell’apparato,   dove   vengono   eventualmente  

modificate,   per   poi   arrivare   all’area   trans.   Qui   sono   impacchettate   in   nuove  

vescicole  che  si  staccano  dalla  membrana  del  Golgi  per  essere &n