Citoscheletro, Inclusioni e Parete Cellulare: Struttura e Ruolo Biologico

Il Citoscheletro: Struttura e Funzioni Essenziali

Il citoscheletro è l'insieme di filamenti proteici localizzati nel citoplasma che contribuiscono alla morfologia della cellula, alla sua organizzazione interna, al movimento degli organelli e della cellula stessa. È formato da microfilamenti di actina, filamenti intermedi e microtubuli.

Microfilamenti di Actina

I microfilamenti di actina sono essenziali per i movimenti delle cellule eucariotiche e per le loro strutture. Sono filamenti sottili con polarità differente e possono essere facilmente polimerizzati e depolimerizzati.

• Actina G: una proteina globulare associata a un'altra proteina, la profilina, che ne impedisce la polimerizzazione.
• Actina F: un polimero formato da due filamenti di actina G avvolti a doppia elica destrogira.

Oltre all'actina, sono associate altre proteine che ne modificano le proprietà:

• Proteine strutturali: coinvolte nel legame dei filamenti di actina con la membrana plasmatica (es. vinculina).
• Proteine regolatrici: (es. miosina) agiscono nella contrazione muscolare.

Filamenti Intermedi

I filamenti intermedi sono formati da proteine fibrose presenti in tutte le cellule eucariotiche, specifiche per ogni tipo cellulare. Formano reti che circondano il nucleo e si estendono verso l'esterno. Si distinguono 3 classi principali:

• Filamenti di cheratina: conosciuti anche come tonofilamenti, possiedono grande resistenza meccanica.
• Neurofilamenti: presenti negli assoni e nei dendriti dei neuroni.
• Filamenti di vimentina e desmina: abbondanti nelle cellule muscolari, in particolare quelle lisce.

Sono la forma più resistente del citoscheletro. Hanno caratteristiche strutturali che evitano la rottura delle membrane cellulari sottoposte a stress meccanico e contribuiscono alla forma della cellula.

Microtubuli

I microtubuli sono formazioni cilindriche uniformi presenti nel citoplasma o come parte di ciglia e flagelli. Hanno una lunghezza variabile e, se sezionati trasversalmente, mostrano 13 subunità (protofilamenti composti da tubulina), lasciando un vuoto centrale.

Le loro funzioni principali includono:

• Formazione del fuso mitotico, responsabile dell'organizzazione dei cromosomi durante la mitosi.
• Trasporto cellulare di vescicole e di alcuni organelli, come i mitocondri, che si muovono attraverso il citosol.
• Movimento della cellula, formando pseudopodi, e costituiscono la struttura di ciglia e flagelli.

Inclusioni Cellulari: Depositi e Pigmenti

Nel citoplasma sono presenti delle strutture idrofobiche chiamate inclusioni eucariotiche. Si trovano in tutte le cellule, sia vegetali che animali, come inclusioni comuni (es. amido e glicogeno).

Inclusioni Cristalline

Si osservano come cristalli e depositi di proteine.

• Cellule vegetali: queste inclusioni sono sali cristallizzati, che formano cristalli chiamati rafidi e drusen.
• Cellule animali: le cellule dei tubuli seminiferi dei mammiferi presentano inclusioni chiamate cristalli di Böttcher e di Charcot.

Inclusioni Idrofobe

Sono prodotti sintetizzati dalla cellula.

• Cellule vegetali: si trovano in grandi vacuoli o nel citoplasma. Esempi: granuli di amido, gocce di grasso, oli essenziali, lattice.
• Cellule animali:
  • Glicogeno: molto abbondante nelle cellule del fegato e nelle cellule muscolari. Le cellule animali utilizzano il glicogeno accumulato nel fegato come principale fonte energetica. Viene anche consumato nella contrazione muscolare.
  • Lipidi: i trigliceridi si accumulano nelle cellule adipose e in altre cellule sotto forma di goccioline.
  • Pigmenti:
    • Melanina: scura, ha funzione protettiva.
    • Lipofuscina: gialla, presente nelle cellule nervose e cardiache invecchiate.
    • Emosiderina: si forma come prodotto di degradazione dell'emoglobina nelle cellule della milza, del fegato e del midollo osseo.

La Parete Cellulare: Protezione e Supporto

La parete cellulare è una copertura esterna che agisce come un esoscheletro. È spessa e rigida, presente nelle cellule delle piante, delle alghe e dei funghi. Questa membrana è composta principalmente da polisaccaridi: nei funghi è la chitina, nelle alghe e nelle piante superiori è la cellulosa.

Lamina Media

Si trova tra le pareti primarie delle cellule adiacenti, tranne dove ci sono i plasmodesmi. È formata da pectina.

Parete Primaria

È propria delle cellule in crescita, sottile e flessibile, che consente alla cellula di continuare a crescere. È composta da cellulosa e pectina.

Parete Secondaria

Si forma quando la cellula smette di crescere. Questo strato è più spesso e più rigido della parete primaria. È costituito da pochissima pectina e molta cellulosa; può anche contenere lignina.

La parete cellulare forma un esoscheletro che protegge la cellula, le conferisce forma e resistenza, e permette alle piante di rimanere erette. Impedisce che la cellula si rompa.