Struttura e funzioni delle cellule

Tipologie cellulari e loro caratteristiche distintive

Le cellule rappresentano l'unità strutturale e funzionale fondamentale di tutti gli organismi viventi e si distinguono in procariotiche ed eucariotiche. Le cellule procariotiche, primitive e di dimensioni generalmente minori, sono prive di un nucleo circondato da una membrana e di organuli membranosi. Queste cellule comprendono i domini Archaea e Bacteria, che costituiscono il regno dei Prokaryota. Le cellule eucariotiche, più complesse, presentano un nucleo definito e una varietà di organuli, e appartengono al dominio Eukarya, che include i regni dei Protista, Fungi, Plantae e Animalia. Nonostante le differenze strutturali e di complessità, entrambe le tipologie condividono componenti essenziali come la membrana plasmatica, che funge da barriera selettiva, e il citoplasma, che ospita il citoscheletro e i percorsi metabolici.

Struttura e funzioni delle cellule eucariotiche

Le cellule eucariotiche sono caratterizzate da un nucleo ben definito che custodisce il materiale genetico sotto forma di DNA associato a proteine istoniche, formando la cromatina. Durante la divisione cellulare, la cromatina si condensa nei cromosomi. All'interno del nucleo si trova anche il nucleolo, responsabile della produzione dei ribosomi. Il reticolo endoplasmatico (RE), distinto in ruvido (RER) e liscio (REL), è implicato nella sintesi proteica e lipidica, nonché nella detossificazione. L'apparato di Golgi elabora e indirizza le molecole sintetizzate dal RE verso la loro destinazione finale. I lisosomi, originati dall'apparato di Golgi, contengono enzimi idrolitici per la degradazione di macromolecole e sono coinvolti nel riciclo dei componenti cellulari.

La membrana plasmatica e il trasporto di sostanze

La membrana plasmatica è composta da un doppio strato lipidico in cui sono immerse proteine con funzioni di trasporto, recettori e adesione. Il trasporto di sostanze attraverso la membrana può avvenire per diffusione semplice, diffusione facilitata da canali o trasportatori proteici, o per trasporto attivo che richiede energia sotto forma di ATP per muovere le sostanze contro il loro gradiente di concentrazione. La membrana plasmatica è inoltre coinvolta nella comunicazione cellulare attraverso la ricezione di segnali chimici e la trasduzione di questi segnali all'interno della cellula.

Il citoscheletro e il movimento cellulare

Il citoscheletro è un complesso di filamenti proteici che fornisce supporto strutturale, determina la forma della cellula e facilita il movimento cellulare e degli organuli. È costituito da microfilamenti di actina, filamenti intermedi e microtubuli, ognuno con specifiche funzioni nel mantenimento dell'integrità strutturale, nella divisione cellulare e nel trasporto intracellulare. Il citoscheletro è dinamico e si riorganizza continuamente in risposta a segnali interni ed esterni.

Organuli specifici delle cellule vegetali e fotosintesi

Le cellule vegetali eucariotiche si distinguono per la presenza di cloroplasti, organuli specializzati nella fotosintesi, che trasformano l'energia solare in energia chimica immagazzinata sotto forma di carboidrati. I cloroplasti sono circondati da una doppia membrana e contengono un sistema di membrane interne chiamate tilacoidi, organizzate in pile denominate grana. Lo stroma è il fluido interno in cui si trovano enzimi e molecole coinvolte nel ciclo di Calvin. Le cellule vegetali possiedono anche una parete cellulare composta principalmente da cellulosa, che fornisce supporto strutturale, protezione e media le interazioni con l'ambiente esterno, contribuendo alla regolazione dell'equilibrio idrico attraverso il meccanismo di turgore.