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La Struttura Della Cellula

data di redazione: 28 Giugno 2018
La Struttura Della Cellula

Anatomia Fondamenti di Citologia ed Istologia

Com'è strutturata una cellula eucariota?

MEMBRANA CELLULARE

La membrana cellulare, costituisce l’involucro della cellula. 

E’ formata da un doppio strato di fosfolipidi, dello spessore di 6-10 nm, attraversata parzialmente o completamente da numerose proteine. 

I fosfolipidi sono dei lipidi formati da una parte la “testa” idrofila,costituita da glicerolo e da una parte la “coda”, idrofoba, formata dall’acido grasso.

La funzione della membrana cellulare non si limita a quella di barriera che separa l’interno della cellula con l’esterno, essa ha un ruolo fondamentale nelle funzioni cellulari, in quanto è una membrana a permeabilità selettiva, solo molecole di dimensioni microscopiche riescono ad attraversare la membrana cellulare in modo passivo. 

La maggior parte degli ioni e delle molecole idrosolubili non è in grado di attraversare spontaneamente tale barriera, che è di natura lipidica; per farlo, necessita di una specifica proteina trasportatrice (carrier). 

Avvalendosi di questi meccanismi di trasporto, la cellula può mantenere la concentrazione interna degli ioni e delle piccole molecole, questo meccanismo di trasporto viene definito trasporto attivo.

La membrana rappresenta anche, oltre che un filtro per le sostanza in entrata e in uscita, il mezzo con cui la cellula si “fa riconoscere” dalle altre cellule. 

Essa contiene molecole particolari, di solito formate da zuccheri legati a proteine, che corrispondono a una sorta di “carta d’identità” in base alla quale la cellula viene riconosciuta come facente parte di sé, ossia dell’ organismo stesso, e non viene attaccata dal sistema immunitario.

CITOSCHELETRO

Il citoscheletro è la struttura portante della cellula, di natura proteica, formato da una rete tridimensionale di tubuli e filamenti.

Il citoscheletro è un sistema di strutture collocate all'interno della cellula, che
nell'insieme ne costituiscono l'impalcatura. 

Tuttavia il citoscheletro è molto dinamico e permette alle cellule di cambiare la loro forma, di muoversi mediante strutture specializzate quali pseudopodi, ciglia o flagelli.

Le Funzioni del citoscheletro:

Strutturale

  • Il citoscheletro rinforza la membrana plasmatica e quella nucleare;
  • Sostiene i dendriti e gli assoni dei neuroni.

Dinamica

  • Trasporta le vescicole e gli organelli nel citoplasma;
  • Costituisce i sarcomeri che permettono la contrazione muscolare;
  • Importante per la divisione cellulare.

NUCLEO

Il nucleo è una struttura esclusiva delle cellule eucarioti e costituisce il sistema di archiviazione e gestione dell'informazione cellulare.

Ha forma pressoché sferica, contiene il materiale genetico (cioè l'acido desossiribonucleico, o DNA) ed è il centro di controllo, che programma e coordina le varie attività della cellula. 

È formato da tre componenti fondamentali: 

  • membrana nucleare
  • cromatina
  • uno o più nucleoli.

La membrana nucleare separa il nucleo dal citoplasma ed è formata da due membrane a doppio strato lipidico, ciascuna perforata da sottili pori. 

Questi regolano il passaggio delle grosse molecole, in particolare proteine e RNA, tra il nucleo e il citoplasma; acqua, ioni e piccole molecole possono invece attraversarli liberamente.

La materia liquida interna al nucleo è il plasma nucleare, composto da una soluzione acquosa contenente ioni, enzimi, ribosomi e prodotti intermedi della sintesi di DNA e RNA.

CITOPLASMA

Con il termine citoplasma (inglese: cytoplasm) si intende tutta la porzione di una cellula contenuta all'interno della membrana cellulare presente sia nelle cellule eucariote sia in quelle procariote. 

È costituito da organuli cellulari dispersi in una matrice fluida detta citosol. È di conseguenza fluida.

Il citosol, costituito di acqua (che rappresenta il 75-85% del peso totale della cellula), da sostanze inorganiche dissociate in forma ionica (soprattutto ioni K+, Na+, Ca++ e Mg++) e da diverse molecole organiche (tra cui proteine con funzione enzimatica o strutturale).

RETICOLO ENDOPLASMATICO: STRUTTURA E FUNZIONE

Sistema membranoso composto da vescicole, cisterne, saculi, canalicoli con un aspetto reticolare.

Ci sono due tipi di reticolo endoplasmatico:

  • RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO
  • RETICOLO ENDOPLASMATICO RUGOSO

Differenze?

Il reticolo endoplasmatico rugoso deve questa sua caratteristica all'associazione con i ribosomi cioè gli organelli cellulari deputati alla sintesi proteica che sintetizzano una nuova proteina direttamente nel lume del R.E.R., dove potrà subire una serie di modificazioni, come ad esempio la glicosilazione.

Per glicosilazione, si intende una modificazione della struttura della proteina ad opera del reticolo endoplasmatico rugoso, durante o in seguito al processo di sintesi proteica.

Il reticolo endoplasmatico liscio ricopre un ruolo importante per:

  • metabolismo dei carboidrati
  • detossicazione cellulare
  • sintesi dei lipidi
  • sintesi di colesterolo
  • sintesi di steroidi

Entrambi i reticoli agiscono come prime vie di impacchettamento e smistamento del materiale prodotto che potrà a seconda dei casi essere inviato all'apparato di Golgi, alla membrana cellulare per la secrezione o al citoplasma per l'accumulo o per essere utilizzato nei svariati processi metabolici.

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.

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.

Rappresenta quindi in sintesi il sito dove verranno svolti i processi finali di alcune lavorazioni molecolari e uno dei principali crocevia dello smistamento dei materiali in questione.

MITOCONDRI

I mitocondri sono organuli che secondo alcune teorie scientifiche sono frutto di un'antica simbiosi tra una cellula eucariotica ed una cellula procariotica.

La struttura del mitocondrio è quasi indipendente, dotata del proprio DNA e di una serie di proteine specifiche.

Il mitocondrio è delimitato da una membrana chiamata membrana mitocondriale esterna. 

Vicino a questa, rivolta verso la matrice mitocondriale, si estende una membrana mitocondriale interna che presenta una fase interna altamente irregolare che forma le cosiddette creste mitocondriali. 

La presenza di numerose creste è da correlare al conseguente aumento della superficie interna utile per la formazione di ATP mediante la respirazione cellulare. 

In altre parole, maggiore è il numero di creste, maggiore è la superficie e - infine - più grande è la capacità di operare la respirazione cellulare.

Il ruolo del mitocondrio a livello cellulare è quello energetico. A livello del mitocondrio che convergono numerosi substrati frutto di diverse reazioni come per esempio:

  • Glicolisi
  • Ciclo dell'acido citrico (Krebs)
  • B-Ossidazione

La funzione dei mitocondri è essenzialmente respiratoria, da non confondersi con l'atto della respirazione polmonare. 

La respirazione è l'ultimo atto del catabolismo cellulare che, attraverso differenti vie metaboliche, ossida molecole ad alta energia per ricavare molecole spendibili nel metabolismo cellulare, tra cui l'ATP, e i coenzimi ridotti FAD e NAD. 

La cellula metabolizza numerose molecole ma tra queste quella più importante è il glucosio, uno zucchero appartenente alla famiglia dei carboidrati.

Nel citoplasma il glucosio viene ossidato, in dieci tappe enzimaticamente favorite, in piruvato attraverso la glicolisi. 

Il bilancio netto della glicolisi, partendo da una molecola di glucosio, è di una molecola di piruvato, due di ATP e due di NADH, o NAD ridotto.

Attraverso il ciclo di Krebs la cellula ossida, ulteriormente, il piruvato e da una serie di reazioni ottiene due molecole di FADH2 o FAD ridotto, tre di NADH e una molecola di GTP. 

Il ciclo di Krebs avviene esclusivamente nei mitocondri e, di conseguenza, è una via metabolica espressa soltanto negli eucarioti.

LISOSOMI

In biologia, i lisosomi sono degli organelli cellulari presenti nelle cellule animali e fungono da sistema digerente della cellula. 

Sono formati da vescicole e contengono enzimi litici in grado di degradare componenti organici e diverse sostanze di natura endogena ed esogena.

I lisosomi hanno un ruolo nei processi di digestione del materiale assunto dalla cellula, scomponendolo in unità utilizzabili ai fini cellulari.

Concludiamo questo articolo dicendo che dall'unione di più cellule nasceranno i tessuti, ovvero quelle componenti che caratterizzano i diversi apparati ed organi che compongono il nostro organismo:

  • tessuto epiteliale
  • tessuto connettivo ( tessuto cartilagineo, tessuto osseo, tessuto adiposo, sangue, linfa)
  • tessuto muscolare
  • tessuto nervoso

Dall'interazione di questi tessuti originano le strutture che compongono l'organismo umano.

Scritto da: ABC Team

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