La cellula

Storia COME SONO ORGANIZZATE LE CELLULE Le cellule sono le unità biologiche funzionali e strutturali di base. In natura esistono moltissimi tipi di cellule differenti, ma tutte le cellule hanno il DNA come materiale genetico, svolgono gli stessi tipi di reazioni chimiche e sono tutte circondate da una membrana esterna che ha la stessa impostazione strutturale nei procarioti e negli eucarioti. Ogni cellula deve procurarsi e assimilare le sostanze nutritive, eliminare i prodotti di rifiuto, sintetizzare nuovo materiale cellulare ed essere in grado di muoversi e di riprodursi. Le cellule hanno una complessa architettura interna che permette lo svolgimento di queste funzioni. Una cellula non è un assortimento casuale di elementi, ma è un'entità dinamica e integrata. Le attività di una cellula procedono simultaneamente e s'influenzano reciprocamente. FORMA E DIMENSIONE DELLE CELLULE Le cellule procariote sono lunghe in media 2 µm, mentre le cellule eucariote hanno un diametro compreso tra 10 e 30 µm. Il limite principale alle dimensioni di una cellula è rappresentato dal rapporto tra volume e area superficiale: a mano a mano che diminuisce il volume, aumenta il rapporto tra superficie e volume. Le cellule più piccole hanno un rapporto maggiore tra area superficiale e volume rispetto a quelle grandi. Più è grande l'area della superficie di una cellula in proporzione al suo volume, più numerose sono le sostanze che possono entrare e uscire dalla cellula in un dato periodo di tempo. Le sostanze che entrano ed escono dalla cellula devono attraversare la superficie della membrana; queste sostanze sono i materiali di base e i prodotti del metabolismo cellulare, che è l'insieme di tutte le attività chimiche che avvengono nella cellula. Tanto più è attivo il metabolismo della cellula, tanto più rapidamente devono avvenire gli scambi con l'ambiente. Le cellule tendono ad essere sferiche: questa forma è determinata dalla forma della parete cellulare o da come le cellule sono attaccate alle cellule vicine e dalla pressione che esercitano fra loro; la forma di alcune cellule è determinata dalla disposizione dei filamenti strutturali posti al loro interno. I CONFINI DELLA CELLULA La membrana cellulare La membrana cellulare separa il materiale vivente della cellula dall'ambiente circostante. Con il microscopio elettronico, essa può essere vista come una doppia linea continua, poiché la struttura di base della membrana è costituita da un doppio strato fosfolipidico, cioè un doppio strato di molecole fosfolipidiche disposte con le code idrofobe di acidi grassi verso l'interno. La membrana cellulare contiene molecole proteiche sospese nel doppio strato lipidico; queste proteine integrali di membrana si estendono attraverso il doppio strato e sporgono da entrambe le parti. Le porzioni immerse nel doppio strato hanno superfici idrofobe, le porzioni che sporgono dal doppio strato sono idrofile. Sul lato citoplasmatico della membrana, le proteine periferiche di membrana