La cellula è l’unità strutturale di base di tutti gli organismi viventi. Una prima suddivisione basilare distingue le cellule in eucarioti (tipiche di funghi, piante e animali) e procarioti (batteri): le prime hanno un nucleo ben definito, che contiene il DNA racchiuso da una membrana, separato dal citoplasma con i vari corpuscoli che svolgono le altre funzioni cellulari, mentre nelle seconde il DNA è sparso nel citoplasma e non ci sono organuli specifici per le diverse funzioni cellulari. Negli organismi unicellulari una singola cellula svolge tutte le funzioni necessarie alla vita, mentre in quelli pluricellulari molte cellule diverse sono specializzate per le singole funzioni. Quando una cellula si differenzia dalle altre per specializzarsi non può più cambiare e spesso perde alcune strutture generali delle cellule per acquisirne altre specifiche della propria funzione. In un organismo pluricellulare tutte le cellule adibite a una stessa funzione si uniscono a formare i tessuti, i quali a loro volta si uniscono per costituire un organo; più organi costituiti dallo stesso tessuto formano un sistema, mentre più organi costituiti da tessuti diversi formano un apparato, entrambi deputati a funzioni più complesse. Fondamentale per la vita è la coordinazione tra le attività di tutte queste strutture.
Sia le cellule eucarioti sia quelle procarioti presentano una membrana plasmatica, un involucro che le delimita e ne regola i rapporti con l’esterno, formato da lipidi, proteine e carboidrati. I lipidi che formano la membrana sono di tre tipi: i fosfolipidi si dispongono in una barriera a doppio strato, il colesterolo garantisce a questo doppio strato stabilità, infine i glicolipidi si trovano sul lato esterno della membrana e gestiscono i rapporti fra cellule.
Solo le cellule eucarioti, come si è visto, presentano invece il nucleo, che contiene il DNA e regola tutte le attività cellulari. Esso è formato dalla membrana nucleare, che lo separa dal citoplasma e regola il passaggio fra essi di grosse molecole quali proteine e RNA, dal plasma nucleare, la materia liquida interna, e dalla cromatina, sostanza granulare composta da filamenti di DNA e proteine, che addensandosi costituisce i cromosomi. Nel nucleo si trovano inoltre i nucleoli, corpuscoli adibiti alla formazione dell’RNA ribosomiale.
La cellula – Fonte: SciencePrimer (National Center for Biotechnology Information)
Il citoplasma è costituito da organuli cellulari dispersi in una matrice fluida (citosol); nelle cellule eucarioti esso contiene organuli preposti alle diverse funzioni cellulari, che in particolare nelle cellule animali sono il reticolo endoplasmatico, l’apparato di Golgi, i mitocondri, i centrioli, i ribosomi, i lisosomi, il citoscheletro, le ciglia e i flagelli.
Il reticolo endoplasmatico è una rete di tubi e canali adiacente alla membrana nucleare, e viene detto ruvido quando presenta sulla superficie esterna i ribosomi e quindi svolge la sintesi delle proteine, liscio quando ne è privo e svolge la sintesi dei lipidi.
I ribosomi, organuli preposti alla sintesi delle proteine, possono trovarsi sia legati al reticolo sia liberi nel citoplasma, e sono formati da due subunità di RNA e proteine.
L’apparato di Golgi è un insieme di tubuli attraverso i quali materiali di vario tipo vengono trasportati in altre zone della cellula o inseriti in vescicole ed espulsi.
Da questo apparato derivano i lisosomi, organuli dotati di enzimi con funzione digestiva o di riciclo di componenti cellulari usurate o di altri organismi, come i batteri.
I mitocondri sono organuli tondeggianti che svolgono la respirazione cellulare, cioè demoliscono tramite l’ossigeno le sostanze nutritive ricavate dagli alimenti (zuccheri e grassi) per ottenerne energia sotto forma di ATP.
I centrioli sono strutture cilindriche formate da fasci di microtubuli che hanno la funzione di garantire la corretta ripartizione dei cromosomi durante la divisione cellulare. Tutte queste componenti del citoplasma sono inserite in una rete di fibre proteiche, il citoscheletro, che costituisce l’intelaiatura interna della cellula regolandone il sostegno e il movimento.
Ciglia e flagelli, infine, sono protrusioni curve e mobili della membrana plasmatica, formate anch’esse da tubuli, che permettono lo spostamento della cellula nell’ambiente circostante.
Le cellule vegetali possiedono alcune strutture specifiche in più rispetto a quelle animali: una parete cellulare di sostegno esterna alla membrana plasmatica e particolari tipi di organuli, i plastidi e i vacuoli. Questi ultimi sono cavità rivestite da membrana che possono contenere acqua, sostanze nutritive o di secrezione. I plastidi invece si distinguono in base al colore in cloroplasti, contenenti un pigmento verde, la clorofilla, che compie la fotosintesi, cromoplasti, contenenti pigmenti arancioni come il carotene, che attirano gli insetti nei fiori per l’impollinazione, e leucoplasti, bianchi perché privi di pigmenti, che trasformano il glucosio in amido da tenere di riserva.
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