CELLULA ANIMALE: PARTI, FUNZIONI, ORGANELLI [CON IMMAGINI] - BIOLOGIA

La cellula animale è il tipo di cellula eucariotica di cui sono composti tutti gli animali della biosfera, sia quelli minuscoli che non possiamo vedere che i protozoi, poiché sono microscopici, come le balene e gli elefanti, che sono mammiferi colossali.

Il fatto che le cellule animali siano cellule eucariotiche implica che abbiano organelli intracellulari che sono separati dal resto dei componenti citosolici grazie alla presenza di membrane lipidiche e, inoltre, implica che il loro materiale genetico sia racchiuso all'interno di una struttura specializzata nota come nucleo.

Diagramma di una cellula animale e delle sue parti (Fonte: Alejandro Porto tramite Wikimedia Commons) Le cellule animali presentano un'ampia diversità di organelli immersi all'interno della cellula. Alcune di queste strutture sono presenti anche nella sua controparte: la cellula vegetale. Tuttavia, alcuni sono unici per gli animali, come i centrioli.

Questa classe di cellule è molto diversa in termini di forma e funzione, il che è facilmente evidente osservando e dettagliatamente qualsiasi tessuto animale al microscopio. Si stima che esistano in media 200 diversi tipi di cellule animali.

Caratteristiche della cellula animale

- Così come è vero per le cellule vegetali e per i batteri e altri organismi cellulari, le cellule animali rappresentano per gli animali i principali blocchi strutturali che compongono il loro corpo.

- Sono cellule eucariotiche , cioè il loro materiale ereditario è racchiuso da una membrana all'interno del citosol.

- Sono cellule eterotrofe , il che significa che devono ottenere energia per svolgere le loro funzioni dall'ambiente che le circonda.

- Si differenziano dalle cellule vegetali e da molti batteri, in quanto non hanno una parete cellulare rigida che le protegga da condizioni ambientali altamente fluttuanti.

- Come alcune piante "inferiori", le cellule animali hanno strutture chiamate " centrosomi ", composte da una coppia di " centrioli ", che partecipano alla divisione cellulare e all'organizzazione dei microtubuli citoscheletrici.

Ecco un'animazione di una cellula animale umana, dove puoi facilmente vedere il nucleo:

Organelli della cellula animale e loro funzioni

Se il lettore osservasse al microscopio una cellula animale, ad una prima occhiata è probabile che salti all'occhio la presenza di una struttura che delimita una quantità di volume dal mezzo circostante.

All'interno di ciò che contiene questa struttura, è possibile apprezzare una sorta di liquido in cui è sospesa una sfera dall'aspetto più denso e opaco. Sono quindi la membrana plasmatica , il citosol e il nucleo cellulare , che sono, forse, le strutture più evidenti.

Ingrandimento al microscopio 430 volte. Puoi vedere il nucleo con il materiale genetico e vari organelli, come il reticolo endoplasmatico. Jlipuma1 Sarà necessario aumentare l'ingrandimento dell'obiettivo del microscopio e prestare molta attenzione a quanto si osserva per verificare la presenza di molti altri organelli incorporati nel citosol della cellula in questione.

Se dovessi fare un elenco dei vari organelli che compongono il citosol di una cellula animale "media" come l'ipotetica cellula che il lettore sta guardando al microscopio, assomiglierebbe a questo:

- Plasma e membrane organellari

- Citosol e citoscheletro

- Nucleo

- Nucleolo

- Reticolo endoplasmatico

- Complesso di Golgi

- Lisosomi

- Perossisomi

- Centrosomi

- Mitocondri

- Ciglia e flagelli

Cellula o membrana plasmatica

La membrana plasmatica è indicata in basso a destra

Le membrane sono, senza dubbio, una delle strutture più importanti, non solo per l'esistenza di cellule animali, ma anche per cellule vegetali, batteri e archaea.

La membrana plasmatica esercita la funzione trascendentale di separare il contenuto cellulare dall'ambiente che la circonda, fungendo a sua volta da barriera di permeabilità selettiva, poiché ha associate proteine specifiche che mediano il passaggio di sostanze da un lato all'altro della cellula. si.

Membrane organellari

Le membrane che circondano gli organelli interni (membrane organellari) consentono la separazione dei diversi compartimenti che compongono le cellule, compreso il nucleo, che in qualche modo consente l '"ottimizzazione" delle risorse e la divisione dei compiti interni.

Composizione e struttura

Struttura della membrana plasmatica. Il mezzo extracellulare è indicato e la parte inferiore è il mezzo intracellulare

Tutte le membrane biologiche, comprese quelle delle cellule animali, sono composte da doppi strati lipidici organizzati in modo tale che gli acidi grassi delle molecole lipidiche si fronteggiano al "centro" del doppio strato, mentre le teste quelli polari "guardano" verso il mezzo acquoso che li circonda (intra- ed extracellulare parlando).

Le caratteristiche strutturali e molecolari dei lipidi che compongono le membrane delle cellule animali dipendono in gran parte dal tipo di cellula in questione, nonché dal tipo di organello.

Sia la membrana plasmatica di una cellula animale che le membrane che circondano i suoi organelli sono associate a proteine che svolgono diverse funzioni. Questi possono essere integrali (quelli che attraversano la membrana e ad essa fortemente associati) o periferici (che si associano a una delle due facce della membrana e non la attraversano).

Citosol e citoscheletro

Il citosol è il mezzo semigelatinoso in cui sono incorporati in modo organizzato tutti i componenti interni di una cellula. La sua composizione è relativamente stabile ed è caratterizzata dalla presenza di acqua e di tutti i nutrienti e le molecole di segnalazione di cui la cellula animale ha bisogno per sopravvivere.

Il citoscheletro, d'altra parte, è una complessa rete di filamenti proteici che si distribuisce e si estende in tutto il citosol.

Parte della sua funzione è quella di dare a ciascuna cellula la sua forma caratteristica, di organizzare i suoi componenti interni in una regione specifica del citosol e di consentire alla cellula di eseguire movimenti coordinati. Partecipa anche a numerosi processi di segnalazione e comunicazione intracellulari, vitali per tutte le cellule.

Filamenti di citosol

Citoscheletro: rete di proteine filamentose. Alice Avelino Questa struttura architettonica all'interno delle cellule è composta da tre tipi di proteine filamentose note come filamenti intermedi , microtubuli e filamenti di actina ; ciascuno con proprietà e funzioni specifiche.

I filamenti intermedi del citosol possono essere di diversi tipi: filamenti di cheratina, filamenti di vimentina e relativi a vimentina e neurofilamenti. Al centro queste sono conosciute come le lamine nucleari.

I microtubuli sono costituiti da una proteina chiamata tubulina e negli animali sono formati da strutture note come centrosomi ; mentre i filamenti di actina sono costituiti dalla proteina per la quale sono stati nominati, e sono strutture sottili e flessibili.

centrosomes

Sono i centri principali di organizzazione dei microtubuli. Si trovano alla periferia del nucleo quando la cellula si divide e sono costituiti da centrioli uniti ad angolo retto, ciascuno dei quali è costituito da nove triplette di microtubuli disposti in modo cilindrico.

Nucleo

Il nucleo della cellula (Fonte: BruceBlaus. Quando si utilizza questa immagine in fonti esterne può essere citata come: personale di Blausen.com (2014). «Galleria medica di Blausen Medical 2014». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. tramite Wikimedia Commons) Questo è l'organello che differenzia le cellule procariotiche dagli eucarioti. La sua funzione principale è quella di contenere il materiale genetico (DNA) al suo interno, controllando così sostanzialmente tutte le funzioni cellulari.

Al suo interno avvengono processi complessi come la replicazione del DNA durante la divisione cellulare, la trascrizione genica e una parte importante dell'elaborazione degli RNA messaggeri risultanti, che vengono esportati nel citosol per la traduzione in proteine o per esercitare le loro funzioni regolatorie. .

Il nucleo è circondato da una doppia membrana nota come involucro nucleare , che, come la membrana plasmatica, rappresenta una barriera di permeabilità selettiva, poiché impedisce il libero passaggio delle molecole su entrambi i lati l'una dell'altra.

La comunicazione del nucleo con il resto del citosol e dei suoi componenti avviene attraverso strutture dell'involucro nucleare chiamate complessi dei pori nucleari , che sono in grado di riconoscere specifici segnali o etichette nelle molecole che vengono importate o esportate attraverso il loro dentro.

Tra le due membrane dell'involucro nucleare c'è uno spazio che è stato chiamato spazio perinucleare ed è importante notare che la porzione esterna dell'involucro nucleare continua con la membrana del reticolo endoplasmatico, collegando lo spazio perinucleare con il lume di quest'ultimo organello. .

L'interno del nucleo è sorprendentemente organizzato, il che è possibile grazie all'esistenza di proteine che funzionano come un "nucleoscheletro", che gli forniscono un supporto strutturale. Inoltre, i cromosomi in cui è organizzato il DNA nucleare si trovano in regioni specifiche dell'organello.

Nucleolo

Nucleolo o nucleolo in alto

Il nucleolo si trova all'interno del nucleo ed è il sito in cui avviene la trascrizione e l'elaborazione degli RNA ribosomiali, nonché l'assemblaggio dei ribosomi, che sono le strutture responsabili della traduzione degli RNA messaggeri in sequenze proteiche.

Non è un organello nucleare, cioè non è circondato da una membrana, è semplicemente composto dalle regioni dei cromosomi in cui sono codificati i geni ribosomiali e dal macchinario proteico preposto alla loro trascrizione ed elaborazione enzimatica (principalmente RNA polimerasi) .

Reticolo endoplasmatico

È una sorta di "rete" di sacche o cisterne e tubuli circondati da una membrana che è continua con la membrana esterna dell'involucro nucleare. Alcuni autori ritengono che sia l'organello più grande della maggior parte delle cellule, poiché in alcuni casi può rappresentare fino al 10% della cellula.

Se visto al microscopio, si può vedere che c'è un reticolo endoplasmatico ruvido e un altro dall'aspetto liscio. Mentre il reticolo endoplasmatico ruvido ha centinaia di ribosomi incorporati nella sua superficie esterna (che sono responsabili della traduzione delle proteine di membrana), la parte liscia è correlata al metabolismo dei lipidi.

Il reticolo endoplasmatico liscio e ruvido (Fonte: OpenStax via Wikimedia Commons) La funzione di questo organello ha a che fare con l'elaborazione e la distribuzione delle proteine cellulari, in particolare quelle che sono associate alle membrane lipidiche, in altre parole, partecipa la prima stazione della via secretoria.

È anche uno dei principali siti di glicosilazione delle proteine, che è l'aggiunta di porzioni di carboidrati a regioni specifiche della catena peptidica di una proteina.

Complesso di Golgi

Il complesso o apparato di Golgi è un altro organello specializzato nell'elaborazione e distribuzione di proteine dal reticolo endoplasmatico alle loro destinazioni finali, che possono essere i lisosomi, le vescicole secretorie o la membrana plasmatica.

Al suo interno avvengono anche la sintesi dei glicolipidi e la glicosilazione delle proteine.

Si tratta, quindi, di un complesso costituito da "sacchi" o cisterne appiattiti ricoperti da una membrana, a cui sono associate un gran numero di vescicole di trasporto che si staccano da se stesse.

Ha una polarità, motivo per cui si riconoscono una faccia cis (orientata verso il reticolo endoplasmatico) e una faccia trans (da cui escono le vescicole).

lisosomi

Il lisosoma degrada i materiali che entrano nella cellula e ricicla i materiali intracellulari. Passaggio 1: materiale che entra nel vacuolo alimentare attraverso la membrana plasmatica. Fase 2-Un lisosoma all'interno di un enzima idrolitico attivo appare quando il vacuolo alimentare si allontana dalla membrana plasmatica. Fase 3-Fusione del lisosoma con il vacuolo alimentare e gli enzimi idrolitici. Fase 4-Gli enzimi idrolitici digeriscono le particelle di cibo. Jordan hawes Sono organelli circondati da una membrana e sono responsabili della degradazione di diversi tipi di grandi molecole organiche come proteine, lipidi, carboidrati e acidi nucleici, per i quali hanno enzimi idrolasi specializzati.

Agiscono come il sistema di "purificazione" della cellula e sono il centro di riciclaggio per componenti obsoleti, compresi gli organelli citosolici difettosi o non necessari.

Hanno l'aspetto di vacuoli sferici e sono relativamente densi nel contenuto, ma la loro forma e dimensione varia da cellula a cellula.

perossisomi

Rappresentazione grafica di un perossisoma.
Fonte: Rock 'n Roll Questi piccoli organelli funzionano in molte reazioni del metabolismo energetico degli animali; Hanno fino a 50 diversi tipi di enzimi e sono coinvolti in:

- Produzione di acqua ossigenata ed eliminazione dei radicali liberi

- La degradazione di acidi grassi, amminoacidi e altri acidi organici

- La biosintesi dei lipidi (soprattutto colesterolo e dolicolo)

- La sintesi degli acidi biliari derivati dal colesterolo

- La sintesi di plasmalogeni (essenziali per il cuore e il tessuto cerebrale), ecc.

Mitocondri

I mitocondri sono i principali organelli che producono energia sotto forma di ATP nelle cellule animali con metabolismo aerobico. Sono morfologicamente simili a un batterio e hanno un proprio genoma, quindi si moltiplicano indipendentemente dalla cellula.

Questi organelli hanno una funzione "integrativa" nel metabolismo intermedio di diverse vie metaboliche, soprattutto per quanto riguarda la fosforilazione ossidativa, l'ossidazione degli acidi grassi, il ciclo di Krebs, il ciclo dell'urea, la chetogenesi e la gluconeogenesi.

Ciglia e flagelli

Molte cellule animali hanno ciglia o flagelli che danno loro la capacità di muoversi, esempi di questi sono sperma, parassiti flagellati come i tripanosomatidi o cellule ciliate presenti negli epiteli respiratori.

Ciglia e flagelli sono essenzialmente composti da disposizioni più o meno stabili di microtubuli e proiettano dal citosol verso la membrana plasmatica.

Le ciglia sono più corte, simili ai peli, mentre i flagelli, come potrebbe indicare il loro nome, sono più lunghi e sottili, specializzati nel movimento cellulare.

Esempi di cellule animali

Esistono molteplici esempi di cellule animali in natura, tra cui:

- Neuroni, un esempio di un grande neurone è l'assone del calamaro gigante, che può misurare fino a 1 metro di lunghezza e 1 millimetro di larghezza.

Cellula nervosa (Fonte: Utente: Dhp1080 tramite Wikimedia Commons)

- Le uova che consumiamo, ad esempio, sono un buon esempio delle cellule più grandi, soprattutto se consideriamo un uovo di struzzo.

- Le cellule della pelle, che costituiscono i diversi strati del derma.

- Tutti gli animali unicellulari, come i protozoi flagellati che causano numerose malattie nell'uomo.

- Gli spermatozoi di animali che hanno una riproduzione sessuale, che hanno una testa e una coda e hanno movimenti diretti.

- Globuli rossi, che sono cellule senza nucleo, o il resto dei globuli, come i globuli bianchi. Nell'immagine seguente puoi vedere i globuli rossi su una diapositiva:

Tipi di cellule animali

Negli animali c'è un'ampia diversità cellulare. Successivamente menzioneremo i tipi più rilevanti:

Cellule del sangue

Nel sangue troviamo due tipi di cellule specializzate. I globuli rossi o eritrociti sono responsabili del trasporto di ossigeno ai diversi organi del corpo. Una delle caratteristiche più rilevanti dei globuli rossi è che, una volta maturi, il nucleo cellulare scompare.

All'interno dei globuli rossi c'è l'emoglobina, una molecola in grado di legare l'ossigeno e trasportarlo. Gli eritrociti hanno la forma di un disco. Sono rotondi e piatti. La sua membrana cellulare è abbastanza flessibile da consentire a queste cellule di attraversare i vasi sanguigni stretti.

Il secondo tipo di cellula sono i globuli bianchi o leucociti. La sua funzione è completamente diversa. Sono coinvolti nella difesa da infezioni, malattie e germi. Sono una componente importante del sistema immunitario.

Cellule muscolari

I muscoli sono costituiti da tre tipi di cellule: scheletriche, lisce e cardiache. Queste cellule consentono il movimento negli animali. Come suggerisce il nome, il muscolo scheletrico è attaccato alle ossa e contribuisce ai loro movimenti. Le cellule di queste strutture si caratterizzano per essere lunghe come una fibra e per avere più di un nucleo (polinucleato).

Sono costituiti da due tipi di proteine: actina e miosina. Entrambi possono essere visualizzati al microscopio come "bande". A causa di queste caratteristiche, sono anche chiamate cellule muscolari striate.

I mitocondri sono un organello importante nelle cellule muscolari e si trovano in proporzioni elevate. Circa a centinaia.

Da parte sua, la muscolatura liscia costituisce le pareti degli organi. Rispetto alle cellule muscolari scheletriche, sono di dimensioni inferiori e hanno un unico nucleo.

Infine, le cellule cardiache si trovano nel cuore. Questi sono responsabili dei battiti. Hanno uno o più nuclei e la loro struttura è ramificata.

Cellule epiteliali

Le cellule epiteliali coprono le superfici esterne del corpo e le superfici degli organi. Queste cellule sono piatte e generalmente di forma irregolare. Le strutture tipiche degli animali, come artigli, capelli e unghie, sono composte da gruppi di cellule epiteliali. Sono classificati in tre tipi: squamoso, colonnare e cubico.

- Il primo tipo, quello squamoso, protegge il corpo dall'ingresso di germi, creando diversi strati sulla pelle. Sono presenti anche nei vasi sanguigni e nell'esofago.

- Il colonnare è presente nello stomaco, nell'intestino, nella faringe e nella laringe.

- Il cubo si trova nella ghiandola tiroidea e nei reni.

Cellule nervose

Le cellule nervose o neuroni sono l'unità fondamentale del sistema nervoso. La sua funzione è la trasmissione dell'impulso nervoso. Queste cellule hanno la particolarità di comunicare tra loro. Si possono distinguere tre tipi di neuroni: neuroni sensoriali, associativi e motori.

I neuroni sono tipicamente costituiti da dendriti, strutture che conferiscono a questo tipo di cellula un aspetto simile ad un albero. Il corpo cellulare è l'area del neurone in cui si trovano gli organelli cellulari.

Gli assoni sono i processi che si estendono in tutto il corpo. Possono raggiungere lunghezze piuttosto lunghe: dai centimetri ai metri. L'insieme di assoni di vari neuroni costituisce i nervi.

Differenze tra cellule animali e cellule vegetali

Ci sono alcuni aspetti chiave che differenziano una cellula animale da una pianta. Le principali differenze sono legate alla presenza di pareti cellulari, vacuoli, cloroplasti e centrioli.

Parete cellulare

Struttura della parete cellulare

Una delle differenze più notevoli tra le due cellule eucariotiche è la presenza di una parete cellulare nelle piante, una struttura assente negli animali. Il componente principale della parete cellulare è la cellulosa.

Tuttavia, la parete cellulare non è esclusiva delle piante. Si trova anche in funghi e batteri, sebbene la composizione chimica vari tra i gruppi.

Al contrario, le cellule animali sono delimitate da una membrana cellulare. Questa caratteristica rende le cellule animali molto più flessibili delle cellule vegetali. In effetti, le cellule animali possono assumere forme diverse, mentre le cellule nelle piante sono rigide.

vacuoli

I vacuoli sono una specie di sacchi pieni di acqua, sali, detriti o pigmenti. Nelle cellule animali, i vacuoli sono generalmente piuttosto numerosi e piccoli.

Nelle cellule vegetali c'è solo un unico grande vacuolo. Questo "sacco" determina il turgore cellulare. Quando è piena d'acqua, la pianta sembra paffuta. Quando il vacuolo si svuota, la pianta perde rigidità e appassisce.

cloroplasti

I cloroplasti sono organelli membranosi presenti solo nelle piante. I cloroplasti contengono un pigmento chiamato clorofilla. Questa molecola cattura la luce ed è responsabile del colore verde delle piante.

Un processo fondamentale della pianta si verifica nei cloroplasti: la fotosintesi. Grazie a questo organello, la pianta può prendere la luce solare e, attraverso reazioni biochimiche, trasformarla in molecole organiche che fungono da cibo per la pianta.

Gli animali non hanno questo organello. Per il cibo richiedono una fonte esterna di carbonio che si trova negli alimenti. Pertanto, le piante sono autotrofi e gli animali eterotrofi. Come i mitocondri, si pensa che l'origine dei cloroplasti sia endosimbionica.

centrioli

I centrioli sono assenti nelle cellule vegetali. Queste strutture sono a forma di botte e sono coinvolte nei processi di divisione cellulare. I microtubuli nascono dai centrioli, responsabili della distribuzione dei cromosomi nelle cellule figlie.

Riferimenti

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