Organelli Cellulari Eucariotici: Struttura, Funzioni e Metabolismo

Struttura e Composizione del Nucleo

Componenti Nucleari

Il nucleo è composto da: involucro nucleare, cromatina, nucleolo e nucleoplasma.

Complesso di Golgi: Funzioni Cellulari

Il Complesso di Golgi (o Apparato di Golgi) è coinvolto in processi cellulari fondamentali:

• Trasporto e secrezione di proteine e lipidi (sintetizzati nel RER).
• Partecipazione alla formazione della parete cellulare nelle piante e del glicocalice nelle cellule animali.
• Coinvolgimento nel transito dei lipidi nelle ghiandole sudoripare.
• Coinvolgimento nella genesi dei lisosomi.

Tipi di Lisosomi e Funzioni

Lisosomi Primari e Secondari

I Lisosomi Primari sono di recente formazione (originati dal Golgi) e contengono enzimi idrolitici per i processi di digestione.

I Lisosomi Secondari si formano dopo la fusione dei lisosomi primari con vescicole di endocitosi o fagocitosi.

Funzioni Cellulari dei Lisosomi

I lisosomi contengono enzimi idrolitici coinvolti nei processi di digestione cellulare. A seconda della funzione specifica nel processo, si distinguono:

• Fagolisosomi: Organelli formati dall'unione di un vacuolo primario con lisosomi (coinvolti nell'autofagocitosi).
• Autofagosomi: Vacuoli che si fondono con i lisosomi per eliminare i residui cellulari.
• Corpi Multivescicolari: Lisosomi che contengono al loro interno varie vescicole.

Vacuoli

Funzioni dei Vacuoli

I vacuoli sono essenziali per:

• Il mantenimento del turgore cellulare e l'aumento della superficie cellulare, consentendo lo scambio con l'esterno.
• Lo stoccaggio di riserve (ioni, carboidrati, amminoacidi, acidi, proteine, tossine) e l'eliminazione dei rifiuti.

Mitocondri: Struttura e Composizione

Organizzazione Mitocondriale

1. Membrana esterna.
2. Spazio intermembrana (o spazio perimitocondriale).
3. Membrana interna.
4. Matrice.

Funzione Mitocondriale: La Centrale Energetica Cellulare

I mitocondri sono la centrale energetica della cellula. Nella matrice mitocondriale avvengono:

• La beta-ossidazione degli acidi grassi.
• La decarbossilazione ossidativa dell'acido piruvico, che alimenta il Ciclo dell'Acido Tricarbossilico (Ciclo di Krebs).

Il piruvato, originato dalla glicolisi, viene completamente ossidato in queste reazioni, producendo CO2, intermediari e composti ridotti.

Sintesi Proteica e Replicazione

I mitocondri possiedono un proprio macchinario per la sintesi proteica e la replicazione del DNA mitocondriale.

Fosforilazione Ossidativa

Nella membrana mitocondriale interna avviene il trasporto degli elettroni attraverso la catena respiratoria fino all'ossigeno e la sintesi di ATP tramite fosforilazione ossidativa.

Divisione Mitocondriale

I mitocondri si dividono indipendentemente dai meccanismi cellulari tramite:

• Bipartizione
• Strangolamento
• Gemmazione (Budding)

Cloroplasti: Struttura e Funzione

Struttura del Cloroplasto

L'involucro plastidiale è composto da una membrana esterna e una membrana interna, separate dallo spazio intermembrana.

Stroma

La matrice del cloroplasto (stroma) è delimitata dalla membrana interna. Contiene tilacoidi, grana, DNA plastidiale e ribosomi 70S.

Tilacoidi e Grana

Nello stroma si trovano i tilacoidi (vescicole membranose disposte parallelamente all'asse del cloroplasto). Alcuni tilacoidi sono impilati in gruppi chiamati grana.

Caratteristiche e Fasi della Fotosintesi

Nei cloroplasti avviene la fotosintesi, dove la cellula utilizza la luce come fonte di energia e la CO2 come fonte di carbonio.

La fotosintesi si svolge in due fasi:

1. Fase Luminosa (Light): Avviene sulla membrana dei tilacoidi. L'energia luminosa viene convertita in energia chimica.
2. Fase Oscura (Dark): Avviene nello stroma. Si verifica la fissazione della CO2 in molecole organiche e la loro conservazione sotto forma di polisaccaridi di riserva.

I cloroplasti possono derivare da altre cellule preesistenti per divisione binaria.