Scheda didattica

La cellula è considerata l’unità elementare di tutti gli organismi viventi, animali e vegetali, sia dal punto di vista della forma che del funzionamento.

Gli organismi animali e vegetali possono essere formati da una sola cellula (monocellulari) o da più cellule (pluricellulari). 

In questa prima parte ci occupiamo della cellula animale.

Le cellule animali hanno una dimensione generalmente compresa fra 10 e 100 micron (μm), e per queste dimensioni sono invisibili ad occhio nudo. Per poter essere osservate occorre utilizzare un microscopio. 

Tutte le cellule animali hanno delle strutture fondamentali che sono:

  • la membrana plasmatica;
  • il citoplasma;
  • il materiale genetico;

La membrana plasmatica, detta anche  membrana cellulare, delimita la cellula separandola dalle altre cellule e dall’ambiente circostante. Questa membrana è formata da un doppio strato di grassi (i cosiddetti fosfolipidi) che è in grado di separare l’interno della cellula dal mondo esterno. 

Il citoplasma occupa la maggior parte della cellula. Si tratta di una specie di sostanza gelatinosa costituita da acqua, sali minerali e sostanze organiche nella quale si compiono gran parte delle funzioni cellulari.

Nel citoplasma sono immersi molti organuli, che svolgono diverse funzioni vitali della cellula, e fra questi i principali sono mitocondri, ribosomi, vacuoli, lisosomi, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi e centrioli. I mitocondri producono l’energia necessaria al funzionamento della cellula e svolgono importanti funzioni legate alla respirazione cellulare. I ribosomi sono piccole strutture dove avviene l’assemblaggio delle proteine utilizzando specifici mattoncini definiti aminoacidi (realizzando la cosiddetta sintesi proteica) in base alle informazioni contenute nel DNA. I vacuoli contengono acqua, sostanze nutritive di riserva e di rifiuto che la cellula dovrà eliminare. I lisosomi hanno la funzione di demolire i corpi estranei che entrano nella cellula. Esistono due tipi di reticolo endoplasmatico, quello rugoso chiamato così perché formato da numerosi ribosomi che gli conferiscono un aspetto ruvido, e il reticolo endoplasmatico liscio, che invece è privo di ribosomi. L’apparato del Golgi è costituito da un insieme di sacche e vescicole che raccolgono e trasportano diverse sostanze all’interno della cellula. Infine i centrioli si occupano della riproduzione cellulare, la mitosi, e sono formati da nove triplette di microtuboli. Alcune cellule animali sono provviste del flagello che è utile per spostarsi quando immerse in un liquido.

Il materiale genetico è la sostanza in cui sono immagazzinate tutte le informazioni per la regolazione e il funzionamento delle attività cellulari.

Il materiale genetico è contenuto nel nucleo della cellula. Proprio per la presenza del nucleo, la cellula animale viene definita una cellula eucariota (dal greco antico). Il nucleo può essere considerato il “centro di comando della cellula”. Infatti, dal nucleo partono tutti i comandi delle funzioni vitali della cellula. Il nucleo è delimitato da una membrana esterna e una interna, sulla prima sono presenti pori e ribosomi. All’interno del nucleo è presente la cromatina, un insieme di proteine, di acido Desossiribonucleico (il cosiddetto DNA) e di acido ribonucleico (il cosiddetto RNA). 

Il DNA è quindi un acido nucleico che al suo interno ha le informazioni genetiche che risultano fondamentali per produrre le molecole (RNA e proteine) indispensabili per lo sviluppo ed il corretto funzionamento della maggior parte degli organismi viventi. Dal punto di vista della struttura, il DNA ha una forma di doppia catena (doppia elica), e ciascuna catena è a sua volta formata da parti definite nucleotidi (i cosiddetti desossiribonucleotidi). Questi nucleotidi sono formati da tre componenti fondamentali: 

  1. un gruppo fosfato, che contiene appunto fosforo;
  2. una forma di zucchero pentoso, cioè uno zucchero con 5 atomi di Carbonio (il cosiddetto desossiribosio, da cui prende il nome il DNA);
  3. una base azotata (che quindi contiene Azoto) che si lega allo zucchero pentoso con uno speciale legame chimico, il cosiddetto  legame N-glicosidico. Sono quattro le basi azotate che formano i nucleotidi del DNA: adenina, timina, citosina e guanina.

L’RNA, similmente al DNA è assemblato come una catena di nucleotidi, simili ma non uguali perfettamente ai nucleotidi del DNA. Infatti, nell’RNA come base azotata al posto della timina troviamo l’uracile. L’altra grande differenza con il DNA è dovuta alla struttura. L’RNA è infatti costituito da una singola catena (filamento) invece che una doppia catena come il DNA. 

Esistono diversi tipi di RNA con diverse funzioni, ma l’obiettivo finale è quello di poter consentire la produzione di specifiche proteine all’interno dei ribosomi. La sintesi delle proteine, allora, si avvale di tre forme di RNA:

  1. mRNA, il cosiddetto RNA messaggero, che ha la funzione di copiare l’informazione genetica contenuta nel DNA che serve alla produzione delle proteine;
  2. tRNA, cioè l’RNA di trasferimento che ha la funzione di fornire al ribosoma gli aminoacidi (i componenti delle proteine);
  3. rRNA, cioè l’RNA ribosomiale, che ha la funzione di collegare insieme gli aminoacidi per formare le proteine.