Come hai imparato, le cellule sono le unità fondamentali della vita.
Che tu ti stia preparando per gli esami di biologia delle scuole medie o superiori, o semplicemente stia rispolverando prima dell'università, una conoscenza approfondita della struttura delle cellule eucariotiche è essenziale.
Di seguito è riportata una panoramica concisa che copre i concetti fondamentali della maggior parte dei curricoli di biologia. Fai clic sull'intestazione di ciascun organello per una guida approfondita che ti aiuterà a padroneggiare il materiale.
Le cellule eucariotiche sono uno dei due tipi cellulari primari, l'altro è procariotico. Si distinguono per un nucleo legato alla membrana e una varietà di organelli legati alla membrana. Le cellule animali, vegetali, fungine e algali rientrano tutte in questa categoria.
A differenza dei procarioti, che hanno una regione nucleoide, gli eucarioti compartimentalizzano il loro DNA all'interno di un vero nucleo, consentendo una regolazione più complessa dell'espressione genica.
All’interno del nucleo risiede la maggior parte del DNA della cellula, organizzato in 23 paia di cromosomi (46 cromosomi in totale nell’uomo). L'involucro nucleare, una doppia membrana, racchiude il nucleo e contiene pori nucleari che regolano il trasporto delle molecole.
Il nucleolo, una sottostruttura prominente all'interno del nucleo, produce RNA ribosomiale e assembla le subunità ribosomiali. Svolge anche un ruolo nella risposta allo stress cellulare.
Il citoplasma comprende tutto il materiale cellulare esterno al nucleo. È in gran parte occupato dal citosol, una miscela gelatinosa di acqua, ioni, metaboliti e proteine strutturali che rappresenta circa il 70% del volume della cellula.
Ogni cellula eucariotica è rivestita da un doppio strato fosfolipidico che forma la membrana plasmatica. Ogni fosfolipide presenta una testa idrofila e due code idrofobiche, creando una barriera semipermeabile.
Le proteine incorporate facilitano il trasporto e la trasduzione del segnale, mentre le glicoproteine forniscono l'identificazione cellulare e il riconoscimento immunitario.
Il citoscheletro mantiene la forma cellulare, consente il trasporto intracellulare e guida la motilità cellulare. È composto da tre sistemi di filamenti:
Presente solo nelle cellule animali, il centrosoma coordina le serie di microtubuli ed è fondamentale per la formazione del fuso mitotico. Difetti nei centrosomi sono collegati alla crescita cellulare incontrollata e al cancro.
Le cellule vegetali, fungine e algali possiedono una parete cellulare rigida composta principalmente da polisaccaridi e proteine strutturali. Nelle piante, la parete cellulare fornisce supporto strutturale e regola la permeabilità selettiva.
Il RE si divide in RE grezzo (RER) e RE liscio (SER). Il RER è costellato di ribosomi e sintetizza le proteine, mentre il SER produce lipidi, steroidi e disintossica le sostanze nocive.
L'apparato del Golgi modifica, smista e impacchetta proteine e lipidi in vescicole. La sua pila di cisterne ricorda delle frittelle, con la faccia cis che riceve il carico e la faccia trans che invia vescicole.
I lisosomi contengono idrolasi acide che scompongono proteine, lipidi e carboidrati. Sono vitali per riciclare i componenti cellulari e difendersi dagli agenti patogeni.
I mitocondri, con doppie membrane ed estese pieghe interne, producono ATP attraverso la fosforilazione ossidativa. Le cellule con un elevato fabbisogno energetico, come le cellule del fegato e dei muscoli, contengono abbondanti mitocondri.
I perossisomi metabolizzano gli acidi grassi e disintossicano il perossido di idrogeno tramite la catalasi, proteggendo i componenti cellulari dal danno ossidativo.
Presenti nelle piante e in alcune cellule algali, i cloroplasti convertono la luce solare in energia chimica attraverso la fotosintesi. Le loro membrane tilacoidi ospitano la clorofilla, mentre lo stroma circostante contiene enzimi per il ciclo di Calvin.
Le cellule vegetali contengono tipicamente un grande vacuolo centrale che immagazzina acqua e soluti, contribuendo alla pressione del turgore e alla rigidità cellulare. Le cellule animali possiedono vacuoli più piccoli che immagazzinano sostanze nutritive e rifiuti.
Per approfondimenti su ciascun organello, esplora le guide dedicate agli organelli collegate sopra.
