Struttura e funzioni della cellula eucariotica

Struttura e Funzioni della Membrana Cellulare

La membrana cellulare, o plasmalemma, è una barriera semipermeabile che delimita la cellula, mantenendo l'integrità strutturale e regolando gli scambi con l'ambiente esterno. Con uno spessore medio di circa 7-9 nanometri, questa membrana è composta da un doppio strato lipidico, principalmente fosfolipidi, che si organizzano in bilayer con le teste idrofile rivolte verso l'acqua e le code idrofobe all'interno. Il colesterolo, intercalato tra i fosfolipidi, contribuisce alla fluidità e stabilità della membrana. Le proteine di membrana, che possono essere periferiche (o estrinseche) e integrali (o intrinseche), svolgono funzioni essenziali quali il trasporto di molecole, la trasduzione del segnale e l'ancoraggio del citoscheletro. Il modello del mosaico fluido, proposto da Singer e Nicholson, descrive la membrana come una matrice fluida in cui lipidi e proteine possono muoversi lateralmente, conferendo dinamicità alla struttura.

Il Glicocalice e le Proteine di Membrana

Il glicocalice è una componente fondamentale della membrana cellulare, costituito da una rete di carboidrati legati covalentemente a proteine (glicoproteine) e lipidi (glicolipidi). Questo strato esterno svolge ruoli cruciali nella protezione cellulare, nell'interazione e comunicazione tra cellule e nell'immunoriconoscimento. Le proteine di membrana, molte delle quali sono glicoproteine, fungono da recettori per ormoni, neurotrasmettitori e altre molecole segnale, modulando attivamente il metabolismo cellulare. Inoltre, partecipano al fenomeno dell'inibizione da contatto, un meccanismo di regolazione della crescita cellulare che previene la sovrapposizione e l'accumulo eccessivo di cellule.

Il Nucleo e il Controllo delle Attività Cellulari

Il nucleo è l'organello eucariotico che dirige le attività cellulari, essendo il depositario del materiale genetico. È circondato da una doppia membrana nucleare, dotata di pori nucleari che permettono il passaggio selettivo di molecole. All'interno, il DNA è organizzato in cromatina, una struttura complessa formata da DNA e proteine istoniche, che si condensa in cromosomi durante la mitosi e la meiosi. Il nucleo contiene anche uno o più nucleoli, siti di sintesi degli RNA ribosomiali e di assemblaggio parziale dei ribosomi, che verranno completati nel citoplasma.

Organelli Citoplasmatici e Loro Funzioni

Il citoplasma eucariotico ospita diversi organelli, ciascuno con funzioni specifiche. I ribosomi, presenti sia liberi nel citoplasma sia associati al reticolo endoplasmatico rugoso (RER), sono responsabili della sintesi proteica. Il RER è coinvolto anche nella modificazione post-traduzionale delle proteine. L'apparato di Golgi riceve le proteine dal RER, le modifica ulteriormente e le indirizza verso la loro destinazione finale. I lisosomi, contenenti enzimi idrolitici, sono incaricati della degradazione di materiali cellulari e estranei. I perossisomi svolgono funzioni ossidative, neutralizzando sostanze tossiche. I mitocondri sono il sito della fosforilazione ossidativa e della produzione di ATP, essenziali per l'energia cellulare.

Il Citoscheletro e la Mobilità Cellulare

Il citoscheletro è una rete di filamenti proteici che fornisce supporto strutturale, determina la forma della cellula e media i movimenti cellulari. È composto da microtubuli, filamenti intermedi e microfilamenti di actina. I microtubuli sono coinvolti nella segregazione cromosomica durante la divisione cellulare e nel movimento di organelli, flagelli e ciglia. I filamenti intermedi conferiscono resistenza meccanica alla cellula. I microfilamenti di actina sono implicati nella motilità cellulare, come l'ameboidismo, e nella contrazione muscolare. I centrioli, presenti nelle cellule animali, sono coinvolti nell'organizzazione dei microtubuli durante la divisione cellulare.