La cellula in generale, la cellula procariote, la cellula eucariote, la membrana plasmatica, le proteine

LA CELLULA IN GENERALE:

La parte della biologia che studia la cellula è detta citologia. Inizia nel 1667 con le prime osservazioni al microscopio, effettuate da Robert Hooke.Nell'800 viene effettuata la teoria cellulare, che si basa su tre ipotesi: - la cellula è la più piccola unità vivente capace di vita indipendente; - ogni cellula nasce da un'altra cellula, si riproduce e muore; - tutti gli organismi sono formati da cellule. Le dimensioni della cellula sono estremamente piccole (millesimi di millimetro (um)). In base alla complessità strutturale vi sono due tipi di cellule: la cellula procariote, e la cellula eucariote.

LA CELLULA PROCARIOTE:

La cellula procariote è tipica di microscopici organismi monocellulari, come i batteri. La cellula procariote è costituita da una parete rigida che la separa dall'ambiente esterno; da una membrana cellulare che provvede allo scambio di sostanze con l'esterno; da un citoplasma, una sostanza gelatinosa che occupa l'interno della cellula, il quale contiene granuli molto piccoli: i ribosomi. Tutte le reazioni chimiche avvengono nel citoplasma o al livello della membrana. La cellula procariote non possiede il nucleo, e il DNA è sotto forma di una singola, grossa molecola a forma circolare che occupa una zona di forma irregolare nel citoplasma.

LA CELLULA EUCARIOTE:

la cellula eucariote è l'unità fondamentale della grande maggioranza degli esseri viventi, come gli animali, i vegetali, i batteri. E' dieci volte più grande di una procariote. E' circondata da una membrana cellulare o plasmatica, che separa il citoplasma dall'ambiente esterno. Nel citoplasma sono presenti gli organuli o organelli cellulari, compartimenti relativamente isolati dove hanno luogo specifiche reazioni chimiche. Gli organuli cellulari sono: i ribosomi, dove avviene la sintesi delle proteine; il reticolo endoplasmatico, dove vengono sintetizzati i lipidi ed elaborate alcune proteine; il complesso di Golgi, centro di modificazione e di smistamento di alcune sostanze; i mitocondri, la centrale energetica della cellula, dove avvengono i fenomeni della respirazione; i lisosomi, dove avviene lo smantellamento delle sostanze di rifiuto. Questi organuli si trovano in tutte le cellule, mentre i cloroplasti e i vacuoli si trovano solo nei vegetali. All'interno della cellula c'è il nucleo, l'organulo più grande e più importante, sede di tutte le informazioni relative alla vita delle cellula. Tali informazioni sono immagazzinate nei cromosomi, nella molecola di DNA di cui essi sono costituiti. Gli esseri viventi possono essere formati da una cellula (unicellulari) o da più cellule (pluricellulari). In base al tipo di cellula, essi si dividono in due gruppi: i procarioti, che sono formati da un'unica cellula procariote, e gli eucarioti, che sono formati da più cellule eucariote.

LA MEMBRANA PLASMATICA:

Tutte le cellule eucariote sono circondate da una membrana denominata plasmatica o cellulare, che separa lo spazio interno della cellula dall'ambiente esterno. Questa struttura ha uno spessore tra 0,05 um e 0,01 um, regola gli scambi di sostanze con l'ambiente esterno e consente che le reazioni chimiche si svolgano in modo relativamente indipendente. La membrana è quindi fondamentale per l'omeostasi della cellula. La membrana plasmatica è formata da fosfolipidi e da proteine. E' una pellicola formata da un doppio strato di fosfolipidi a cui si aggiungono alcune proteine. Le proteine possono attraversare completamente il doppio strato ( proteine intrinseche), oppure sporgere dal lato interno o da quello esterno della membrana ( proteine estrinseche). Secondo questo modello, chiamato modello a mosaico fluido, la membrana non è rigida né indeformabile, ma presenta una certa fluidità.

Le cellule hanno bisogno di continuo scambio di sostanze con l'ambiente che le circonda, dal quale assumono le molecole necessarie alle attività metaboliche e nel quale immettono i prodotti di rifiuto provenienti dalle reazioni chimiche. La membrana plasmatica permette il passaggio solo di alcune sostanze e viene definita selettivamente permeabile. Le molecole di piccole dimensioni attraversano la membrana grazie alla diffusione, un fenomeno passivo che consiste nello spostamento di molecole da una zona dove sono più concentrate ad una zona in cui la loro concentrazione è minore. Quando esiste una differenza di concentrazione tra l'ambiente esterno e il citoplasma, si può raggiungere un equilibrio fra le due soluzioni con il movimento dell'acqua. La differenza di concentrazione sulle due superfici della membrana determina una pressione, definita pressione osmotica. In seguito all'azione di questa forza alcune molecole di acqua si spostano dlla soluzione più diluita, dove sono in quantità maggiore, alla soluzione più concentrata, dove sono in quantità minore. Questo processo viene chiamato osmosi..

LE PROTEINE:

ioni, aminoacidi, zuccheri di medie dimensioni e nucleotidi utilizzano un metodo particolare per entrare ed uscire dalla membrana: si legano a specifiche proteine, chiamate proteine vettrici o di trasporto. Ogni proteina vettrice trasporta un solo composto chimico, legandosi ad esso. Esistono due processi di trasporto: trasporto passivo e trasporto attivo. Nel primo caso la sostanza si lega alla proteina vettrice e passa attraverso la membrana dalla soluzione più concentrata a quella più diluita. Questo trasporto non richiede consumo di energia da parte della cellula. Nel secondo caso le proteine vettrici trasportano le sostanze da una soluzione meno concentrata a una più concentrata, e necessitano di un certo consumo di energia cellulare. La proteina vettrice funziona come una pompa.