Scheda Appunto MP3

• Descrizione: Nucleo L'organulo di maggiori dimensioni all'interno della maggior parte delle cellule vegetali e animali è il nucleo: è delimitato da una membrana e ha forma e dimensioni variabili a seconda del tipo cellulare. All'interno del nucleo si trovano il DNA, che costituisce il materiale genetico della cellula, e proteine (dette istoni) solitamente presenti in coppie, in un numero variabile e caratteristico di ciascuna specie.
• Tipologia: Superiori
• Testo completo: Nucleo  
  L'organulo di maggiori dimensioni all'interno della maggior parte delle cellule vegetali e animali è il nucleo: è delimitato da una membrana e ha forma e dimensioni variabili a seconda del tipo cellulare. All'interno del nucleo si trovano il DNA, che costituisce il materiale genetico della cellula, e proteine (dette istoni) solitamente presenti in coppie, in un numero variabile e caratteristico di ciascuna specie. I filamenti di acido desossiribonucleico costituiscono i cromosomi.
  
  Citoscheletro  
  Un sistema di filamenti proteici, denominato citoscheletro, è presente nel citosol di tutte le cellule animali e vegetali. Nelle cellule animali, che mancano di una parete cellulare rigida, questo sistema ha un'importanza particolare, in quanto contribuisce a mantenere la struttura e la forma della cellula. Il citoscheletro fornisce un'impalcatura per l'organizzazione interna della cellula e un punto di ancoraggio per organuli ed enzimi. Esso, inoltre, permette alla cellula di compiere alcuni movimenti. In molti tipi di cellule il citoscheletro è una struttura dinamica, che viene continuamente scomposta e riassemblata. È costituito da tre tipi principali di filamenti proteici: microtubuli, filamenti di actina e filamenti intermedi, connessi sia tra di loro che con altre strutture cellulari grazie a numerose proteine accessorie.
  
  Ciglia e flagelli  
  Molte cellule possiedono sulla superficie strutture flessibili, simili a "peli", denominate ciglia o flagelli, contenenti un fascio centrale di microtubuli che funziona da motore del movimento. Ciglia e flagelli si flettono dando luogo a un battito regolare, simile a quello di una frusta, reso possibile dall'energia conservata sotto forma di molecole di adenosina trifosfato (ATP) all'interno dei microtubuli.
  Nell'uomo, ad esempio, si trovano flagelli negli spermatozoi, dei cui movimenti sono responsabili; sono presenti ciglia nell'epitelio che riveste le vie respiratorie, allo scopo di rimuovere e fare defluire in una certa direzione particelle estranee e muco. Filamenti di actina, raccolti in grossi fasci, si trovano in tutte le cellule muscolari, delle quali, insieme a un'altra proteina, chiamata miosina, rendono possibile i movimenti di contrazione.
  Negli animali e nelle piante anche i movimenti associati alla divisione cellulare dipendono dai filamenti di actina e miosina e dai microtubuli; questi, infatti, guidano i cromosomi e gli altri componenti della cellula madre a spostarsi verso i due poli della cellula, in modo da ripartirsi poi nelle due cellule figlie.
  
  Mitocondri  
  I mitocondri hanno una struttura particolare, osservabile al microscopio elettronico: ciascun mitocondrio si presenta come un corpuscolo dalla caratteristica forma a fagiolo, delimitato da due membrane separate, la più interna delle quali presenta numerose pieghe (dette creste). Nelle cellule eucarioti, organulo presente nel citoplasma, a livello del quale avvengono i processi di respirazione cellulare. I mitocondri hanno una forma ellittica e una lunghezza variabile di 2-5 µ. Sono delimitati da una membrana analoga alla membrana cellulare; all’interno possiedono una seconda membrana, ripiegata a formare caratteristiche creste. Fra le due membrane esiste uno spazio, denominato camera esterna; viene invece definito camera interna lo spazio compreso dalla seconda membrana.
  Una cellula può contenere da una decina fino a migliaia di questi organuli. I mitocondri sono la sede del ciclo di Krebs e della fosforilazione ossidativa, che rappresentano le due ultime fasi della respirazione cellulare, processo mediante il quale la cellula produce l’energia necessaria al suo metabolismo. A seconda del tipo cellulare e delle necessità energetiche della cellula, il numero dei mitocondri può variare, così come la distribuzione all’interno del citoplasma: nelle cellule del fegato, o epatociti, possono raggiungere il numero di 1000-1500; nei globuli rossi i mitocondri sono invece assenti, poiché tali cellule ricavano l'energia da processi di glicolisi.
  Secondo la cosiddetta teoria endosimbiontica, proposta dalla biologa statunitense Lynn Margulis, i mitocondri sarebbero derivati da batteri che stabilirono in tempi molto remoti un rapporto endosimbiontico con cellule procarioti di maggiori dimensioni, alle quali avrebbero assicurato apporto energetico e dalle quali avrebbero tratto protezione e nutrimento. In tal modo si sarebbero originate le cellule eucarioti.
  
  Ribosomi
   I ribosomi sono organuli formati da due parti più piccole, cioè da due subunità, entrambe di forma tondeggiante. Ciascuna subunità è formata da molecole di RNA associate a proteine. È a livello di questi organuli che avviene la sintesi delle proteine. Mentre sta ancora avvenendo la trascrizione di un filamento di RNA messaggero, mRNA, questo inizia a staccarsi dal filamento stampo. Al termine di tale processo, un'estremità del filamento della nuova molecola si inserisce in un ribosoma. Questo organulo “scorre” lungo la molecola di mRNA; in tal modo, il ribosoma ”legge” la sequenza delle basi azotate sull'mRNA. I ribosomi sono gli unici organuli presenti nei procarioti.
      
  Reticolo endoplasmatico e apparato di Golgi  
  Nelle cellule eucarioti, sistema di membrane presente nel citoplasma.
  Il reticolo endoplasmatico, o endoplasmico, può presentarsi associato a ribosomi, organuli coinvolti nella sintesi delle proteine, e in tal caso si parla di reticolo endoplasmatico rugoso; oppure, privo di ribosomi, e in tal caso viene definito reticolo endoplasmatico liscio. Le membrane, di costituzione analoga a quella della membrana cellulare, formano sacchi appiattiti e cavi (cisterne), del diametro di 400-700 Å, e sono fra loro connesse da tubuli e rappresenta il compartimento cellulare dove avviene la sintesi di gran parte dei componenti delle membrane, e dei materiali destinati a essere esportati all'esterno della cellula.In particolare, il reticolo endoplasmatico ruvido isola le proteine sintetizzate a livello dei ribosomi, e le elabora, portando ad esempio alla formazione di glicoproteine o di lipoproteine, cioè di proteine legate a molecole di zuccheri o di lipidi. Tali composti possono essere convogliati attraverso il sistema di membrane a un altro sistema membranoso, l’apparato di Golgi, per essere ulteriormente sottoposte a elaborazione. Il reticolo endoplasmatico liscio è abbondante soprattutto nelle cellule di organi che producono composti lipidici, in particolare ormoni steroidei, come ovaie, testicoli e la corteccia delle ghiandole surrenali, oppure in quelle implicate nella detossificazione di alcuni composti, come quelle del fegato. Un particolare tipo di reticolo endoplasmatico liscio è il reticolo sarcoplasmatico del tessuto muscolare, struttura membranosa cheha la funzione di regolare la liberazione di ioni calcio, Ca++, a livello delle singole fibre muscolari.
  L’apparato del Golgi è un organulo tipico delle cellule eucariote, chiamato anche complesso di Golgi. È costituito da una pila di sei o sette sacchi appiattiti, delimitati da una membrana di fosfolipidi, analoga a quella plasmatica. Tali sacchi sono detti cisterne, e sono costellati di vescicole che si formano continuamente per estroflessione della membrana. Ha la funzione di immagazzinare, concentrare e distribuire le proteine da trasportare fuori dalla cellula e quelle che, pur rimanendo all'interno di essa, devono rimanere separate dal citoplasma mediante una membrana. L'apparato di Golgi, inoltre, riceve dal reticolo endoplasmatico liscio i lipidi da usare per la sintesi delle lipoproteine, molecole organiche formate appunto da una parte lipidica e da una proteica.
  L'apparato di Golgi sintetizza anche polisaccaridi, molecole organiche formate da una catena di zuccheri, che la cellula secerne nell'ambiente esterno come tali o legati a proteine (glicoproteine). Ad esempio, le cellule vegetali producono cellulosa (polisaccaride composto da molecole di glucosio) e la pectina (formata da un composto organico, l'acido poligalatturonico, legato a diverse molecole di zuccheri), che vengono secrete e utilizzate per la costruzione della parete; alcune cellule animali producono glicoproteine che diventano i componenti principali del muco da esse secreto. Situato in vicinanza del nucleo, l'apparato di Golgi ha una forma arcuata, ed è orientato in modo da avere la convessità verso il nucleo e la concavità verso la membrana cellulare. Le proteine e i lipidi, sintetizzati rispettivamente dai ribosomi e dal reticolo endoplasmatico liscio, vengono convogliati nel reticolo endoplasmatico, dove sono racchiusi in minuscole strutture tondeggianti delimitate da membrana, dette vescicole; queste ultime vanno a fondersi con la cisterna dell'apparato di Golgi più vicina al nucleo (superficie di formazione). Da qui, proteine e lipidi vengono convogliati progressivamente attraverso la pila di cisterne fino a raggiungere la superficie di maturazione, ossia la cisterna più vicina alla membrana plasmatica. Nell'apparato di Golgi le proteine possono essere modificate mediante l'aggiunta di lipidi (lipoproteine) o carboidrati (glicoproteine). I materiali così sintetizzati vengono racchiusi all'interno di una vescicola, mediante l'estroflessione della membrana plasmatica; in tal modo, essi restano separati dal citoplasma.
  Le vescicole sono poi smistate a seconda della loro destinazione: le proteine che devono tornare nel reticolo endoplasmatico vengono riconosciute e trasportate dove sono richieste. Alcune proteine e lipoproteine sono invece inviate alla superficie della cellula per essere liberate nell'ambiente esterno (processo di secrezione). Altre ancora sono trasferite nei lisosomi, piccole strutture endocellulari contenenti enzimi digestivi.
  L'apparato di Golgi fu descritto per la prima volta dall'anatomo italiano Camillo Golgi, alla fine del XIX secolo. Il numero degli apparati di Golgi varia da una cellula all'altra; in media, nelle cellule animali se ne contano dai 10 ai 20, in quelle vegetali diverse centinaia.
      
  Lisosomi, perossisomi e vacuoli.
   I lisosomi sono organuli piccoli, di forma irregolare, che contengono enzimi responsabili della digestione di numerose molecole inutili o nocive per la cellula.
  I perossisomi sono vescicole delimitate da membrana, che costituiscono un ambiente isolato e circoscritto per reazioni nel corso delle quali vengono generate e demolite forme particolarmente pericolose e reattive dei perossidi di idrogeno.
  I vacuoli sono piccole cavità delimitate da una membrana, nelle quali vengono accumulate scorie del metabolismo cellulare.
  Nella cellula vengono continuamente formate e distrutte piccole vescicole membranose, deputate al trasporto dei materiali da un organulo all'altro. In una tipica cellula animale, il complesso degli organuli delimitati da membrana può occupare fino a metà del volume totale della cellula. Fra il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi, i lisosomi, la membrana plasmatica e l'ambiente extracellulare esiste uno scambio continuo di sostanze, mediato da vescicole che si staccano dalla membrana di un organulo per fondersi con quella di un altro.