Citologia: la cellula

Citologia

Un'anteprima della cellula

La cellula è l’unità di base della biologia. Ogni organismo è costituito da cellule, o è esso stesso una singola cellula.

Breve storia della teoria cellulare

La storia della biologia cellulare inizia quando alcuni studiosi europei cominciarono a osservare materiali biologici con microscopi rudimentali. Robert Hooke, responsabile delle strumentazioni presso la Royal Society di Londra, costruì un microscopio per esaminare sezioni sottili di sughero tagliate con una piccola lama. Vide una rete di minuscoli compartimenti e li chiamò cellulae, termine latino che significa “piccole camere” (da qui il nome cellula). Oggi sappiamo che non erano cellule vere e proprie, ma solo pareti vuote del tessuto morto della pianta. Non sapeva che fossero morte perché non sapeva nemmeno che in precedenza fossero state vive, aveva solo osservato che in altre piante le cellule erano ripiene di “succhi”. Continuò a concentrarsi sulla sua prima osservazione. Le sue osservazioni furono limitate dal potere di ingrandimento fino a 30 volte del suo microscopio.

Pochi anni più tardi, Antoine Van Leeuwenhoek, un commerciante olandese, costruì lenti in grado di ingrandire fino a 300 volte. Con questa qualità, fu il primo a osservare cellule viventi: cellule del sangue, spermatozoi, batteri, organismi unicellulari (alghe e protozoi). Comunicò la scoperta alla Royal Society.

Verso il 1830 furono raggiunti importanti miglioramenti ottici, grazie alla qualità maggiore delle lenti e alla struttura del microscopio composto: una lente (oculare) ingrandisce un’immagine creata da un seconda lente (obiettivo). Ora è possibile osservare strutture anche solo di un micrometro (µm). Con lenti così potenziate, il botanico inglese Robert Brown scoprì che ogni cellula di pianta conteneva una struttura che chiamò nucleo (dal latino di “noce). Nel 1838, il suo collega tedesco Matthias Schleiden arrivò alla conclusione che tutti i tessuti delle piante erano costituiti da cellule, e che una pianta embrionale nasceva sempre da una singola cellula. Teodor Schwann fece simili conclusioni riguardo ai tessuti animali un anno più tardi, e portò a rifiutare precedenti speculazioni secondo cui i tessuti animali e vegetali non si somigliavano. Tali speculazioni sorsero perché le cellule vegetali sono più facili da osservare, grazie alla parete cellulare.

Schwann propose una teoria che unificava le organizzazioni cellulari: la teoria cellulare.

• Tutti gli organismi consistono di una o più cellule.
• La cellula è l’unità di base della struttura di tutti gli organismi.

Nel 1855 Rudolf Virchow aggiunse un terzo principio:

• Tutte le cellule originano da cellule preesistenti.

Il microscopio ottico

È stato il primo strumento della citologia. Ha permesso di osservare le strutture circondate da membrane come mitocondri, nuclei, cloroplasti. Strutture di questo tipo sono dette organelli oppure organuli e sono caratteristici delle cellule animali e vegetali, ma non dei batteri.

A metà del 1800 venne inventato il microtomo, un grande passo avanti anche grazie ai coloranti e alle tecniche di colorazione. È uno strumento per la preparazione rapida e precisa di sottili fettine di tessuti biologici. Molti dei coloranti furono sviluppati nella seconda metà del secolo.