Fondamenti di Biologia Cellulare: Struttura, Organuli e Funzioni della Cellula Eucariotica

Struttura Generale della Cellula Eucariotica

La Membrana Plasmatica: Modello a Mosaico Fluido

La membrana plasmatica è formata da un doppio strato di fosfolipidi, disposti con le code di acidi grassi rivolte all'interno e le teste polari a contatto con l'ambiente acquoso circostante.

• Mosaico Fluido: Questa struttura non è fissa; è definita a mosaico fluido e varia a seconda della situazione.
• Colesterolo: Nelle membrane delle cellule animali, tra i fosfolipidi, sono presenti anche molecole di colesterolo che migliorano la resistenza dello strato.
• Fluidità: La composizione lipidica e la temperatura influiscono direttamente sulla fluidità della membrana.

Proteine di Membrana: Ruoli e Classificazione

Proteine Integrali

Svolgono funzioni di trasporto, selezionando le molecole che devono entrare e uscire dalla cellula. Attraversano l'intero doppio strato e possiedono sia regioni idrofile che idrofobiche.

• Regioni Idrofobiche: Immerse nella membrana.
• Regioni Idrofile: Sporgono ai due lati della membrana e interagiscono sia con le teste polari dei fosfolipidi sia con l'ambiente acquoso (esterno e interno alla cellula).

Proteine Periferiche Sono recettori che identificano il tipo di cellula e sono presenti solo su uno dei due lati della membrana. Non hanno regioni idrofobiche e si uniscono alla membrana formando legami con le teste polari dei fosfolipidi o con le regioni idrofile delle proteine integrali. Glicoproteine Sono catene di carboidrati legate a proteine integrali.

Organuli e Componenti Fondamentali della Cellula Animale

Il Sistema Nucleare e l'Informazione Genetica

Nucleo

Struttura di grandi dimensioni che contiene il DNA. È la sede della duplicazione del DNA e della decodifica dell'informazione genetica.

Nucleolo

Una struttura più piccola e densa all'interno del nucleo, responsabile della sintesi dei ribosomi.

Pori Nucleari

Aperture presenti sulla membrana nucleare attraverso cui escono i ribosomi prodotti e transitano altre molecole.

DNA (Acido Desossiribonucleico)

Molecola contenente le informazioni necessarie per produrre le proteine specifiche di un determinato organismo.

RNA (Acido Ribonucleico)

Acido nucleico che funge da messaggero, portando le informazioni dal nucleo al ribosoma. All'interno del nucleo entrano anche enzimi che regolano l'attività di RNA e DNA.

Organuli Citoplasmatici e Metabolismo

Lisosomi

Presenti nelle cellule animali, demoliscono molecole. Senza di loro, la cellula non potrebbe contenere enzimi attivi senza correre il rischio di autodigerirsi. Distruggono anche batteri nocivi tramite il processo di fagocitosi.

Ribosomi

Non sono considerati organuli. Sono responsabili della sintesi proteica, traducendo le informazioni del DNA (sotto forma di sequenza di nucleotidi).

Centriolo

Struttura coinvolta nella riproduzione della cellula animale, aiutando a portare al centro della cellula alcune molecole necessarie per la riproduzione.

Reticolo Endoplasmatico Ruvido (RER)

Produce proteine, grazie alla presenza di ribosomi sulla sua superficie.

Reticolo Endoplasmatico Liscio (REL)

Produce lipidi (grassi) e non presenta ribosomi.

Apparato di Golgi

Costituito da sacche di membrana (cisterne) analoghe alla membrana plasmatica. Riceve proteine e lipidi dal reticolo endoplasmatico, li modifica e li impacchetta in vescicole per il trasporto.

Enzima

Una proteina che serve a regolare le funzioni biochimiche. Gli enzimi devono rimanere isolati, altrimenti degraderebbero la cellula.

Mitocondrio

Organulo di forma bastoncellare, essenziale per sfruttare l'energia contenuta negli zuccheri. Contiene DNA proprio, non racchiuso nel nucleo.

Perossisomi

Organuli che prelevano i perossidi (sostanze potenzialmente dannose) e li trasformano in sostanze non dannose, svolgendo un ruolo di detossificazione.

Organizzazione del DNA

Quando la cellula svolge le attività metaboliche, il DNA è disperso sotto forma di cromatina. Prima della divisione cellulare, la cromatina si addensa e forma i cromosomi.

Specificità della Cellula Vegetale

Componenti Strutturali e Funzionali Aggiuntivi

Parete Cellulare

Struttura rigida esterna alla membrana plasmatica, composta principalmente da cellulosa.

Cloroplasti

Organuli di colore verde responsabili della fotosintesi, che conferiscono il colore alle foglie.

Vacuolo Centrale

Una grossa bolla d'acqua con varie funzioni:

1. Riserva d'acqua.
2. Mantenimento del turgore cellulare.
3. Accumulo e detossificazione delle sostanze di scarto della cellula.

Nota: La cellula vegetale non possiede i perossisomi, poiché la funzione di detossificazione è svolta dal vacuolo.

Processo di Divisione Cellulare Vegetale

Quando una cellula vegetale si divide, tra le membrane delle due nuove cellule si forma la lamella mediana, che tiene unite le cellule vicine. Su ogni lato della lamella mediana, ciascuna cellula costruisce la parete primaria e, se possibile, la parete secondaria.

Meccanismi di Degradazione Proteica

Proteasomi

Strutture che riconoscono e distruggono le proteine non più necessarie o danneggiate, grazie alla presenza di una sequenza specifica che le segnala per la degradazione.