Cellula, plastidi, mitocondri

Origine e struttura degli organuli semiautonomi

Mitocondri

I mitocondri sono la sede della respirazione cellulare, che comporta la liberazione di energia da molecole organiche e il suo trasferimento all'ATP. Sono presenti in tutte le cellule eucariotiche, piccoli (pochi µm) e in continuo movimento. Questi organuli sono circondati da due membrane e si dividono per scissione. La matrice mitocondriale è racchiusa da una doppia membrana.

La membrana esterna conferisce la forma all'organulo ed è facilmente permeabile. Lo spazio intermembrana è simile al citosol e contiene piccole molecole. Nella matrice si trovano ribosomi, DNA e enzimi del ciclo di Krebs. La membrana interna si introflette a formare le creste mitocondriali, aumentando enormemente la superficie. È selettivamente permeabile e sulle creste sono posizionati i complessi proteici implicati nel trasporto degli elettroni.

La respirazione è suddivisa in tre tappe:

• Glicolisi: avviene nel citoplasma, dove il glucosio viene trasformato in 2 piruvato, 2 ATP e 2 NADH.
• Nella matrice del mitocondrio avviene l'ossidazione del piruvato e il ciclo di Krebs producendo 8 NADH, 2 FADH, 2 ATP e 6 CO₂.
• Catena di trasporto degli elettroni sulle creste mitocondriali, con l'accumulo di protoni H nello spazio intermembrana. Si forma un gradiente elettrochimico tra le due facce della membrana che viene utilizzato per produrre ATP attraverso l'ATP sintetasi, con un guadagno netto di 36 molecole di ATP.

Plastidi

I plastidi sono organuli caratteristici delle cellule vegetali, rivestiti da una doppia membrana e derivano dai proplastidi. Differiscono per i pigmenti che contengono e per le funzioni svolte. I leucoplasti possono interconvertirsi l'uno nell'altro, come gli amiloplasti, e si dividono per scissione.

Cloroplasti

I cloroplasti sono di colore verde e contengono i pigmenti fotosintetici; gli organismi che li possiedono sono autotrofi. La struttura include una membrana interna, una membrana esterna, tilacoidi e stroma tra 5-7 µm. Presentano cavità tilacoidali e grana con un sistema di membrane interne (grana e tilacoidi) e stroma contenente DNA, proteine, ribosomi e amido primario.

La visione tridimensionale delle membrane tilacoidali mostra come queste strutture siano fondamentali per il processo fotosintetico.