Elementi di biologia

 

La cellula

La cellula è la più piccola parte di ogni organismo vivente, dotata delle proprietà degli esseri viventi; essa infatti respira, scambia materiali con l’esterno, reagisce agli stimoli e si riproduce. (Nasce, si nutre, cresce, si riproduce, muore).

Ogni cellula proviene esclusivamente da un’altra cellula preesistente.

Un organismo può essere formato da una cellula sola ed è chiamato organismo unicellulare, oppure da più cellule ed è chiamato organismo pluricellulare come gli animali, le piante, noi stessi.

Cellula eucariota e procariota

Le cellule che costituiscono gli organismi viventi possono essere assai diverse tra loro, ma tutte sono riconducibili a due tipi fondamentali:

• la cellula procariote, tipica degli organismi unicellulari più semplici come i batteri;
• la cellula eucariote, tipica di tutti gli altri esseri viventi (protozoi unicellulari, funghi, piante e animali).

Il termine “procariote” (dal greco “karyon” nucleo e “pro” primitivo) significa dal nucleo primitivo; “eucariote” (“eu” = bene) significa dal nucleo ben fatto.

Le cellule procariote sono normalmente assai più piccole, e più semplici dal punto di vista strutturale di quelle eucariote.

PRINCIPALI DIFFERENZE COSTITUTIVE TRA LA CELLULA EUCARIOTE E PROCARIOTE
CELLULA PROCARIOTE	CELLULA EUCARIOTE
Non ha un nucleo distinto e delimitato da una membrana cellulare	Ha un vero nucleo, delimitato dalla membrana nucleare
Ha un unico cromosoma circolare costituito per lo più da DNA	Ha più cromosomi lineari, costituiti da DNA  e proteine.
I ribosomi sono piccoli. Mancano mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi e lisosomi	I ribosomi sono grandi. Sono presenti mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi e lisosomi

CARATTERISTICHE COMUNI TRA CELLULA EUCARIOTA E PROCARIOTA

La membrana cellulare che circonda interamente la cellula

Il citoplasma, componente gelatinoso ricco di acqua in cui sono disciolte varie sostanze

Il DNA, che coordina tutte le attività della cellula e contiene il materiale ereditario

 

Organuli cellulari

• Membrana cellulare

La membrana cellulare o citoplasmatica è una membrana che delimita ogni cellula e racchiude il citoplasma. Separa la cellula dall’ambiente esterno e regola il passaggio
di sostanze dall’esterno verso l’interno e viceversa.

• Il citoplasma

Il citoplasma è costituito da una massa fluida, molto ricca di acqua, contenente diversi composti chimici. Nella matrice del citoplasma si trovano gli organuli cellulari che svolgono specifiche funzioni metaboliche.

• Reticolo endoplasmatico

Si tratta di un labirinto tridimensionale di membrane delimitato da vescicole e cisterne con particolari funzioni metaboliche e di conduzione. Viene definito reticolo endoplasmatico rugoso quando le membrane presentano i ribosomi e reticolo endoplasmatico liscio se è privo degli stessi.

• Apparato del Golgi

L’apparato del Golgi è costituito da un sistema di vescicole, sacche e membrane che svolgono una funzione legata principalmente alla secrezione ghiandolare, cioè alla produzione di sostanze da liberare all’esterno della cellula.

• Lisosomi

I lisosomi sono strutture membranose che derivano dall’apparato del Golgi e forse anche da cisterne del reticolo endoplasmatico liscio. Contengono enzimi digestivi e intervengono nei processi di digestione cellulare.

• Mitocondri

I mitocondri sono organuli citoplasmatici circondati da una doppia membrana con creste sporgenti all’interno. Nei mitocondri si svolge la seconda fase della respirazione cellulare,  grazie alla quale la cellula ricava energia per le sue attività.

• Vacuoli

I vacuoli sono cavità in cui vengono accumulate le sostanze di rifiuto o prodotti di riserva costituiti da acqua, grassi, zuccheri. I vacuoli di grandi dimensioni sono presenti soprattutto nelle cellule vegetali.

• Nucleo

Il nucleo presenta una struttura sferoidale e risulta circondato da un involucro nucleare composto da una doppia membrana interrotta da pori nucleari. All’interno del nucleo si trovano i cromosomi, lunghi filamenti formati da DNA e istoni, molecole depositarie dell’informazione genetica.

Cellula vegetale

Le cellule vegetali e quelle animali, pur presentando molte similitudini, differiscono per alcune strutture che sono tipiche solo della cellula vegetale:

• la parete cellulare, rigida formata da molecole di cellulosa con funzioni di sostegno e protezione.
  
• i vacuoli, che permettonono di immagazzinare acqua, sostanze di riserva e di rifiuto.
  
• i cloroplasti, sacche che contento la clorofilla, sostanza importante per il processo della fotosintesi clorofilliana.

Dall’atomo alle strutture dell’organismo 

Scala di complessità

• Atomo

L'atomo è la parte più elementare della materia.

• Molecola

Due o più atomi uguali o diversi costituiscono una molecola. E' la parte più piccola in cui si può suddividere una sostanza.

• Cellula

E' l'unità fondamentale di tutti gli organismi viventi. E' costituita da un insieme di strutture sub-cellulari e biomolecole.

• Tessuto

Sono un insieme di cellule specializzate per svolgere una determinata funzione (es. tessuto epiteliare).

• Organo

Sono costituiti da tessuti di tipo diverso aggregati tra loro per svolgere una funzione specifica (es. fegato).

• Sistemi ed apparati

I sistemi sono costituiti da organi omogenei per funzione e struttura (es. sistema nervoso). Gli apparati sono formati da organi diversi per struttura e funzione (es. apparato digerente).

• Individuo

Apparati e tessuti lavorano in armonia nell'individuo umano.