Poster interattivo cellula

La cellula animale

La cellula animale È una delle unità fondamentali e fondamentali nell'esistenza degli esseri viventi e come tale si trova nei loro tessuti. Sebbene siano microscopici, sono costituiti da una struttura piuttosto complessa che dovrebbe essere nota. Si dice che la cellula animale sia un tipo di cellula eucariotica, cioè quelli con un nucleo cellulare ben organizzato. Inoltre, è avvolto dal cosiddetto involucro nucleare e da molte altre parti. Quindi, citiamo ognuno di loro, così come le loro varie caratteristiche.

Poro nucleare

I pori nucleari sono composti da otto proteine canale disposte ad ottamero e da centinaia di altre proteine che formano le diverse subunità, per un totale di 120 MDa di massa; queste proteine prendono il nome di nucleoporine.[1] Esistono le subunità ad anello, subunità a colonna, subunità laminare, subunità anulare, fibrille e canestro nucleare. Il poro nucleare è un complesso proteico dalla forma assimilabile ad un cilindro che attraversa entrambe le membrane che costituiscono l'involucro nucleare, a livello del quale le membrane si fondono tra loro. Il numero di pori varia in relazione alle dimensioni del nucleo, ma soprattutto in conseguenza dell'attività biosintetica della cellula. Mediamente una cellula somatica umana possiede circa quattromila pori nucleari, mentre il nucleo di un uovo di anfibio, che ha un alto livello di sintesi e di trasporto di RNA nel citoplasma, ne possiede decine di migliaia.

Nucleolo

Il nucleolo è una regione del nucleo cellulare responsabile della sintesi dell'RNA ribosomiale (rRNA). È il sito della biogenesi dei ribosomi. I nucleoli partecipano anche alla formazione di particelle di riconoscimento del segnale e svolgono un ruolo nella risposta cellulare agli stress[1]. Questa regione non è un organulo interno al nucleo, bensì una regione particolarmente densa di materiale genetico (DNA e RNA) e proteico, che risulta quindi molto evidente morfologicamente, sia in microscopia ottica che elettronica. Si tratta di una struttura in parte fibrillare e in parte granulare presente in una o più copie nel nucleo della maggior parte delle cellule eucariotiche superiori, specialmente quelle che presentano una attiva sintesi proteica.

Citoscheletro

Il citoscheletro è un'intelaiatura di filamenti e microtubuli proteici presente nel citoplasma di tutte le cellule, di cui garantisce l'integrità strutturale. Formato dalle proteine actina e tubulina, non è solo un'intelaiatura statica, permettendo alle cellule di cambiare la loro forma e di muoversi mediante strutture. Inoltre, rinforza la membrana plasmatica e quella nucleare, consente il trasporto delle vescicole e il movimento di alcuni organuli nel citoplasma, costituisce i sarcomeri, che permettono la contrazione muscolare, e il fuso mitotico, essenziale per la divisione cellulare, sostiene i dendriti e gli assoni dei neuroni ed interagisce con l'ambiente extracellulare.

Apparato di Golgi

L’apparato del Golgi si trova in genere vicino al nucleo ed è formato da numerosi gruppi di cisterne appiattite, delimitate da membrane, impilate una sull’altra e circondate da tubuli e vescicole. Esso ha due facce distinte: una di formazione, o cis, che è strutturalmente associata con la porzione liscia del reticolo endoplasmatico; e una di maturazione, o trans, che è quella rivolta verso la membrana cellulare dalla quale gemmano grosse vescicole di secrezione. La funzione dell’apparato del Golgi è di indirizzare il traffico delle molecole appena sintetizzate verso le giuste destinazioni, dopo aver operato le modificazioni necessarie a ottenere la conformazione definitiva delle varie molecole. In particolare, le catene di zuccheri precedentemente legate alle proteine nel reticolo endoplasmatico vengono ampiamente modificate con l’aggiunta o l’asportazione di determinati residui di carboidrati.

Membrana plasmatica

La membrana cellulare, detta anche membrana plasmatica, plasmalemma o citomembrana, è un sottile rivestimento, con spessore di 5-100 nm (50-1000 Å), che delimita la cellula in tutti gli organismi viventi, la separa dall'ambiente esterno e ne regola gli scambi di elementi e sostanze chimiche. Nelle cellule eucariote delimita anche gli organelli interni alla cellula. Osservazioni al TEM (microscopio elettronico a trasmissione) hanno dimostrato che tutte le cellule sono delimitate da una membrana. Formata in prevalenza da lipidi, in massima parte fosfolipidi, viene chiamata anche "doppio strato fosfolipidico" o "bilayer fosfolipidico", secondo l'accezione inglese, perché si dispongono in un doppio strato di fosfolipidi con le teste idrofile volte verso l'ambiente esterno e il citoplasma. Le code idrofobe di conseguenza sono in contatto tra loro "nell'interno" del bilayer. Questa disposizione minimizza la superficie delle code idrofobe in contatto con l'acqua.

Mitocondrio

Il mitocondrio, isolato dalla struttura cellulare che lo circonda, assume una forma definibile reniforme o a fagiolo ed è lungo 1-4 μm, con una sezione di diametro di circa 1,5 µm. Nella cellula assume una forma più complessa; ad esempio nelle piante (Arabidopsis thaliana) e nel lievito (Saccharomyces cerevisiae) è più opportuno parlare di una rete mitocondriale in cui i mitocondri vanno incontro a fissione e fusione. È delimitato da una doppia membrana: quella esterna permette il passaggio di piccole molecole, quella interna è selettivamente permeabile e si presenta sotto forma di numerosi avvolgimenti, rientranze e sporgenze dette creste mitocondriali. La funzione di queste strutture è quella di aumentare la superficie di membrana che permette di disporre un numero maggiore di complessi di ATP sintetasi e pertanto di fornire maggiore energia.[9] Le due membrane identificano due differenti regioni: lo spazio intermembrana cioè quello interposto tra la membrana esterna e quella interna, e la matrice, spazio circoscritto dalla membrana interna.

Vescicola

La vescicola è un compartimento cellulare a forma di sacca che si genera per gemmazione da una membrana cellulare preesistente (dal plasmalemma, dalla membrana del reticolo endoplasmatico, dalla membrana dell'apparato del Golgi). Pur rientrando in una moltitudine di processi cellulari, la sua funzione generale è quella di fungere da mezzo di trasporto per i più svariati composti: DNA, proteine, lipidi, acqua, macromolecole internalizzate dall'esterno tramite endocitosi e fagocitosi. In alcuni casi il contenuto della vescicola caratterizza l'organello, che va a compiere specifiche funzioni di demolizione: è il caso dei lisosomi e dei perossisomi.

Reticolo endoplasmatico ruvido

reticolo endoplasmatico è un sistema di endomembrane tipico delle cellule eucariote. Rappresenta il compartimento più esteso e adattabile delle cellule eucariote. Esso consiste in un sistema tridimensionale di membrane unite topologicamente tra loro, situato nel citoplasma. Questi compartimenti di membrana assumono varie forme, tra cui cisterne (sacchi appiattiti), tubuli e vescicole e sono estremamente mobili e dinamici modificando la loro forma ed estensione durante le varie fasi del ciclo cellulare.

Centrioli

l centriolo è un sub nucleolo presente nella maggior parte delle cellule fagitali (fanno eccezione ad esempio le cellule muscolari dei Vertebrati), in alcuni funghi, alghe e piante inferiori. È invece assente nelle Tracheofite

Svolgono una funzione essenziale durante la mitosi, in quanto sono coinvolti nell'assemblaggio del fuso mitotico, pur non enucleando direttamente i microtubuli. Questi si sviluppano infatti dalla γ-tubulina presente nella struttura proteica denominata γ-TuRC (γ-Tubulin Ring Complex) e situata nei centrosomi, la cui funzione è costituire il primo anello che fa da base per lo stampo dei microtubuli.

I centrioli si trovano in coppia e solitamente sono disposti tra di loro a formare un angolo retto. Assieme ad un materiale elettrondenso che li circonda, chiamato "materiale pericentriolare" (PCM), costituiscono ciò che Theodor Boveri denominò centrosoma, il più importante "centro organizzatore dei microtubuli" (MTOC) della cellula.

Ribosoma

I ribosomi sono complessi macromolecolari, immersi nel citoplasma o ancorati al reticolo endoplasmatico ruvido o contenuti in altri organuli (mitocondri e cloroplasti), responsabili della sintesi proteica. La loro funzione è di leggere le informazioni contenute nella catena di RNA messaggero (m-RNA). Sono organuli privi di membrana. Ribosomi

I ribosomi vengono sintetizzati nel nucleolo. Sono formati da quattro molecole di RNA ribosomiale e da proteine che si associano a formare due subunità di dimensioni differenti. I ribosomi dei batteri, degli archea e degli eucarioti differiscono sensibilmente tra loro sia per la struttura sia per le sequenze di RNA.

LISOSOMA

Un lisosoma è una struttura all’interno di una cellula animale che scompone i materiali in composti che possono essere utilizzati o scartati dalla cellula, secondo necessità. I lisosomi svolgono anche altri ruoli importanti nel mantenimento delle cellule, che vanno dal consumo di strutture logore all’interno della cellula all’attacco di batteri estranei prima che abbiano la possibilità di penetrare nelle cellule. Con un potente microscopio è possibile vedere i lisosomi all’interno della cellula; queste strutture sono tipicamente di forma sferica.

I lisosomi appaiono come corpi densi nel citosol, hanno una forma tondeggiante a volte tubulare ed un diametro compreso tra i 0,2-1µm. La dimensione ed il numero possono aumentare drasticamente per esempio in un accumulo di materiale non digerito. I lisosomi sono delimitati da un singolo strato fosfolipidico di 7-10nm. I lisosomi contengono nella membrana lisosomiale un alto contenuto di carboidrati dovuto a proteine di membrana fortemente glicosilate.

FLAGELLO

I flagelli sono appendici cellulari, lunghe e sottili, disposte in modo differente in vari organismi monocellulari, tra cui i flagellati. Hanno una funzione motoria, e sono tipici soprattutto dei batteri bacillari, in quanto i cocchi preferiscono gli ambienti secchi. Il numero e la posizione dei flagelli rappresentano un dato importante per la classificazione di alcune specie batteriche. Se una cellula possiede un’appendice o più di una e se questa è molto lunga (circa 200um) rispetto alle dimensioni cellulari, si parla di flagelli. Se la cellula possiede invece piccole appendici si parla invece di ciglia. Le ciglia dei flagelli degli organismi, sia unicellulari che pluricellulari, di dimensioni ridotti, sono fondamentali per il movimento cellulare in ambiente acquoso.

Reticolo endoplasmatico liscio

Nell’articolo introduttivo sul reticolo endoplasmatico abbiamo visto che questo organulo cellulare viene suddiviso in reticolo endoplasmatico liscio (REL) e rugoso (RER). Il reticolo endoplasmatico liscio, anche se presenta delle similitudini con il RER, non deve essere considerato come un RER privo di ribosomi; il REL rappresenta una regione distinta, con una struttura, composizione chimica e funzioni proprie.

Il REL è formato da strutture tubulari delimitate da membrana, con tendenza a comunicare, che formano una rete tridimensionale molto complessa (quindi non presenta un’organizzazione lamellare). La configurazione, la localizzazione e lo sviluppo de REL variano in relazione alle differenti funzioni che esso deve svolgere.