LIVELLO DI ORGANIZZAZIONE CELLULARE: TIPI E COMPONENTI CELLULARI - BIOLOGIA - 2025

Parlare del livello di organizzazione cellulare significa parlare dell'organizzazione strutturale e interna dell'unità di base degli organismi viventi: la cellula. Una cellula è in grado di svolgere tutti i processi caratteristici di un essere vivente, di cui nessuna delle sue parti isolate è capace.

Dopo atomi, molecole e composti organici, le cellule rappresentano uno dei livelli fondamentali di organizzazione negli organismi multicellulari e il livello fondamentale di organizzazione nei microorganismi macro e unicellulari.

Struttura di una cellula animale (Fonte: Mel23, tramite Wikimedia Commons)

Gli organismi multicellulari come animali e piante sono organizzati in modo tale che le loro cellule si raggruppino per formare tessuti, questi tessuti quando associati danno origine a organi di diverso tipo e questi organi, a loro volta, costituiscono ciò che conosciamo come sistemi o apparati , che compongono l'intero corpo.

Nel 1839, lo zoologo Theodor Schwann e il botanico Matthias Schleiden descrissero parallelamente le cellule animali e vegetali. Questi scienziati furono i primi a proporre la teoria cellulare: che tutti gli esseri viventi siano costituiti da cellule.

Secondo le teorie evolutive, tutti gli organismi viventi provengono da un antenato comune che possedeva un profilo del meccanismo universale di tutta la vita terrestre e diversi eventi consecutivi nella storia evolutiva furono ciò che portò alla diversificazione delle specie così come le conosciamo.

Tipi di cellule e loro componenti

Le cellule sono piccoli "contenitori" racchiusi da una membrana all'interno della quale si trova una soluzione acquosa nota come citosol o citoplasma. Sono estremamente diversi, non solo per dimensioni ma anche per stili di vita, riproduzione, alimentazione, copertura, funzioni, ecc.

Sebbene le loro proprietà di base siano molto simili, in natura esistono due tipi di cellule: procarioti ed eucarioti. Esempi di organismi procarioti sono batteri e archei, mentre le cellule eucariotiche costituiscono l'unità fondamentale di animali, piante e funghi.

Cellule procariotiche

Sebbene di dimensioni variabili, le cellule procariotiche sono generalmente più piccole degli eucarioti ei procarioti sono solitamente organismi composti da una singola cellula, cioè unicellulari.

Le cellule procariotiche hanno una membrana plasmatica composta da un doppio strato di lipidi e proteine, che funge da barriera semipermeabile a diverse molecole e che è l'unico sistema membranoso che hanno, poiché non hanno organelli interni.

Cellula procariotica media (Fonte: Mariana Ruiz Villarreal, LadyofHats tramite Wikimedia Commons)

Alcuni hanno un vacuolo gassoso che consente loro di galleggiare in mezzi acquosi. Hanno ribosomi che funzionano nella sintesi proteica e nei corpi di inclusione per l'immagazzinamento di carbonio e altre sostanze.

In una regione nota come "nucleoide" si trova il materiale genetico sotto forma di acido desossiribonucleico (DNA).

Tutti i procarioti hanno, oltre alla membrana che racchiude il citoplasma, una parete cellulare che dà loro la loro forma e conferisce loro resistenza alla lisi osmotica. La parete cellulare è solitamente costituita da una molecola chiamata peptidoglicano che consente di distinguere un gruppo di batteri da un altro.

Attorno a questo muro può esserci una "capsula" o un calice, che aiuta ad aderire alle superfici. Possono avere alcune "appendici" come peli, fimbrie e flagelli, rispettivamente per la fissazione, la coniugazione e il movimento.

Cellule eucariotiche

Con poca differenza tra loro, gli animali e le piante sono costituiti da cellule eucariotiche. La caratteristica distintiva di queste cellule è la presenza di un nucleo che racchiude il materiale genetico e altri organelli membranosi incorporati nel citoplasma.

Struttura di una cellula vegetale (Fonte: Mortadelo2005, tramite Wikimedia Commons

Queste cellule, più grandi e complesse dei procarioti, possono esistere come organismi unicellulari o multicellulari (di organizzazione anche più complessa).

Le cellule vegetali hanno invariabilmente una parete cellulare che circonda la membrana plasmatica, a differenza delle cellule animali.

Ogni cellula eucariotica è costituita da strutture specializzate comuni:

-Nucleo

-Mitocondri

-Cloroplasti (trasformazione dell'energia luminosa in energia chimica nelle cellule vegetali)

-Sistema membranoso interno: reticolo endoplasmatico liscio e ruvido e complesso di Golgi

-Citoplasma

-Citoscheletro

-Lisosomi

-Endosomi (nelle cellule animali e fungine)

-Perossisomi

-Glioxisomi (nelle cellule vegetali)

-Vacuoli (immagazzinano acqua e minerali nelle cellule vegetali)

Organelli comuni tra piante e animali

Nucleo

È il luogo in cui le informazioni genetiche (ereditarie) di una cellula vengono memorizzate sotto forma di DNA avvolto sui cromosomi. È un organello circondato da una membrana nota come involucro nucleare.

Attraverso strutture note come "pori nucleari" presenti nell'involucro nucleare, il nucleo scambia diverse classi di molecole con il citoplasma.

Al suo interno sono presenti numerose proteine ​​responsabili della "lettura" e "trascrizione" delle informazioni codificate nei geni contenuti nel DNA.

Mitocondri

Sono uno degli organelli più importanti dopo il nucleo. Assomigliano a una cellula procariota, poiché hanno un sistema a doppia membrana, un proprio genoma e una morfologia simile a quella di un batterio, da cui deriva la teoria degli endosimbionti.

Sono organelli specializzati nella generazione di energia chimica sotto forma di ATP attraverso la fosforilazione ossidativa. Questo processo è noto anche come respirazione cellulare, poiché i mitocondri consumano ossigeno e rilasciano anidride carbonica.

Reticolo endoplasmatico (liscio e ruvido)

È una continuazione della membrana nucleare esterna ed è costituita da un sistema di "sacche" membranose e tubi distribuiti in gran parte del citoplasma. È il sito principale per la sintesi di nuove membrane.

Il reticolo endoplasmatico ruvido ha ribosomi attaccati che partecipano alla traduzione e alla sintesi delle proteine.

Complesso o apparato di Golgi

È un organello membranoso composto da pile e sacchi appiattiti. Si trova vicino al nucleo ed è responsabile della modifica, del confezionamento e del trasporto di proteine ​​e lipidi dal reticolo endoplasmatico.

Fa parte del percorso secretorio di trasporto e comunicazione, grazie alla sua capacità di inviare piccole vescicole con varie macromolecole in diversi compartimenti.

Citosol o citoplasma

È il gel acquoso in cui sono immersi gli organelli cellulari circondati dalla membrana plasmatica. È ricco di diverse classi di molecole grandi e piccole e in esso avvengono innumerevoli reazioni chimiche che rendono possibile la continuazione della vita cellulare.

citoscheletro

Il citoscheletro è la struttura strutturale interna composta da proteine ​​filamentose di diverso spessore che sono responsabili dell'organizzazione interna della cellula, nonché delle sue caratteristiche esterne, soprattutto in termini di flessibilità e deformabilità. È particolarmente importante nei processi di divisione cellulare.

Lisosomi e perossisomi

Sono organelli circondati da un'unica membrana che vengono dispersi in tutto il citosol. I primi sono ricchi di enzimi digestivi e sono responsabili della degradazione e del "riciclaggio" di diverse sostanze di origine interna o esterna.

I perossisomi sono responsabili della "disintossicazione" delle cellule attraverso una serie di reazioni ossidative catalizzate da ossidasi e catalasi al loro interno. Sono responsabili della scomposizione dei lipidi e di altre sostanze tossiche.

Riferimenti

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