Definizione generale di cellula

La cellula

Rivestita esternamente da una chiamata membrana cellulare.

I compartimenti intracellulari

Citoplasma (citosol, 54%), mitocondri (22%), cisterne del RER/REL (+ apparato del Golgi, 9%/6%), nucleo (6%), perossisomi (1%), lisosomi (1%), endosomi (1%).

Citoplasma

Descrizione: l'interno della cellula è riempito di citoplasma (eucarioti e procarioti), una matrice colloidale che contiene gli organuli e alcuni sistemi di membrana. L'acqua costituisce le sostanze contenenti citoplasma. Il citoplasma occupa circa la metà del 70/80% del volume totale della cellula e vi si trovano disperse tutte le sostanze chimiche vitali tra cui Sali, ioni, zuccheri, una grande quantità di enzimi e proteine e la maggior parte dell'RNA.

Nelle cellule eucariote, il citoplasma contiene un'intelaiatura formata da filamenti costituiti da proteine fibrose che costituiscono il citoscheletro (conferisce alla cellula la sua forma caratteristica e rende possibile i vari spostamenti degli organuli cellulari).

Ruolo del citoplasma:

• Costituisce il 50% circa del volume cellulare
• In esso ha luogo la maggior parte del metabolismo cellulare (demolizione degli zuccheri, sintesi dei grassi delle proteine ecc.)
• Ha la funzione di riserva; infatti, in esso si accumulano le sostanze di deposito come il glicogeno (forma di immagazzinamento dei carboidrati) e le goccioline lipidiche (trigliceridi). Negli adipociti queste gocciole si presentano in un'unica goccia che occupa l'intero citosol.

In un eucariote, avere tanti compartimenti permette di svolgere più funzioni nel miglior modo possibile e più velocemente. Tutti i compartimenti che hanno gli eucarioti sono stati creati da un'antica cellula procariote che man mano ha sviluppato i vari organuli. Ogni organulo e vescicola della cellula eucariote riporta dei segnali che indicano il destino e la funzione di codeste vescicole.

Nucleo

Ha una forma quasi sferica nella maggior parte delle cellule, in altre presenta alcune lobature. All'interno troviamo l'informazione genetica ed è diviso in due zone:

• Cromatina (parte più esterna e più granulosa)
• Nucleolo (più interna e più scura al microscopio)

È delimitato da una lamina nucleare formato da una proteina citoscheletrica chiamata lamina (una specie di barriera o buccia costituita da proteine). All'esterno ha una doppia membrana che determina la formazione di una cisterna nucleare. Il nucleo al suo interno, inoltre, viene prodotto l'RNA che è destinato al citoplasma, il quale scambierà con il nucleo stesso alcuni elementi, i nucleotidi, per poter formare i cosiddetti acidi nucleici. Per questi scambi sono disponibili vari fori, poiché è impossibile che in una cellula possano passare tutte le sostanze da un unico foro.

Mitocondri

Organuli che producono la maggior parte dell'energia cellulare (ATP). Sede della sintesi proteica, che può avvenire solo se le proteine da codificare hanno la seguente sequenza amminoacidica: Pro, Pro, Lys, Lys, Lys, Arg, Lys, Pro... Se viene sostituito un solo amminoacido con un altro amminoacido, per esempio con la triosina (Thr), quella proteina non può entrare nel nucleo e, di conseguenza, non avviene la sintesi.

Reticolo endoplasmatico

È una complessa rete di tubuli, sacchi e canali comunicanti, che si aprono a livello della membrana nucleare. Il reticolo endoplasmatico è di due tipi:

• Il reticolo endoplasmatico rugoso è un proseguimento della membrana nucleare e porta sulla superficie esterna milioni di minuscoli granuli, detti ribosomi, legati alla sintesi delle proteine;
• Il reticolo endoplasmatico liscio è privo di ribosomi ed è responsabile della sintesi dei lipidi.

Lo spazio compreso tra le membrane ripiegate di entrambi i tipi di reticolo endoplasmatico è infine utilizzato per immagazzinare e trasferire molecole da un punto all'altro della cellula.

L'apparato di Golgi

Costituito da cisterne/tubuli appiattiti al centro e rigonfi alle estremità, impilati l'uno sull'altro e terminanti a fondo cieco, dove vengono modificati e accumulati materiali vari (ormoni, proteine, lipidi), che verranno trasportati in altre parti della cellula o espulsi. A questo scopo, dalle estremità delle sacche appiattite si staccano piccole vescicole che migrano verso la membrana plasmatica e si fondono con essa; il contenuto delle vescicole viene così riversato all'esterno.

• Funzione più importante: glicosilare proteine di trasporto o di superficie esterna. Verranno formati anche i lisosomi (vescicole cariche di enzimi litici come le lipasi, le nucleasi...). Le vescicole si fonderanno con i lisosomi che non hanno enzimi attivi, altrimenti si autodigerirebbero.

Trasporto di molecole piccole attraverso la membrana

La membrana cellulare ripara la cellula dal mondo esterno, ma la cellula stessa in qualche modo deve pur sopravvivere e per farlo deve in qualche modo comunicare con l'esterno. Le molecole idrosolubili sono più difficili da far penetrare nella cellula attraverso la membrana:

• L'acqua, grazie alla sua formazione dipolo, riesce a penetrare nella membrana;
• Il glucosio e altri zuccheri sono molto idrosolubili e hanno più difficoltà nell'oltrepassare la membrana;
• Gli ioni poco probabilmente, non significa MAI, riusciranno ad attraversare la membrana.

Per le sostanze che avranno più difficoltà nell'attraversare la membrana nucleare ci saranno le cosiddette "proteine di trasporto" che si occuperanno del trasporto nella cellula.

Trasporto passivo e attivo

Trasporto passivo: NON si utilizza energia; viene utilizzata una proteina per il trasporto.

Trasporto attivo: SI UTILIZZA energia, poiché il trasporto avviene contro-gradiente (serve ugualmente la proteina di trasporto).