Biologia | Gli organuli cellulari delle cellule eucariotiche

Le cellule eucariotiche sono tipiche dei membri del dominio degli eucarioti, che comprende i protisti, i vegetali, i funghi e gli animali. Le dimensioni delle cellule eucariotiche sono fino a 10 volte più grandi di quelle delle cellule procariotiche.

Le cellule eucariotiche sono caratterizzate dalla presenza di compartimenti delimitati da membrane, gli organuli , nei quali si verificano determinate reazioni chimiche in base agli enzimi presenti.

Ciascun organulo svolge, nel proprio tipo particolare di cellula, un ruolo specifico definito dalle reazioni chimiche che è capace di compiere.

• Il nucleo è il luogo in cui avviene la duplicazione del DNA; esso contiene inoltre una zona, il nucleolo, dove ha inizio il montaggio e la sintesi dei ribosomi a partire dall’RNA ribosomiale e da specifiche proteine.
  Il nucleo è avvolto da una doppia membrana che costituisce l’involucro nucleare. Le due membrane dell’involucro nucleare sono separate da uno spazio di circa 20 nm e sono perforate da circa 3500 pori, che mettono il nucleo in comunicazione con il citoplasma.

• In base all’aspetto, si distinguono il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) e il reticolo  endoplasmatico liscio (REL). Il reticolo endoplasmatico ruvido è costellato di ribosomi che sono i siti della sintesi proteica. Essi sono responsabili del suo aspetto granuloso. Le proteine appena sintetizzate dai ribosomi entrano nel lume del reticolo e qui vengono modificate dal punto di vista chimico. Lo spazio interno del RE, che è separato e distinto dal citoplasma circostante, si chiama lume. Il reticolo endoplasmatico liscio svolge quattro funzioni importanti:
  1. è sede della sintesi dei lipidi;
  2. è responsabile della trasformazione di sostanze tossiche, farmaci e pesticidi;
  3. nelle cellule animali, è la sede in cui avviene la sintesi del glicogeno;
  4. ha il compito di immagazzinare ioni calcio.

• L’apparato di Golgi elabora e impacchetta le proteine. Le vescicole contenenti proteine provenienti dal reticolo endoplasmatico trasferiscono le sostanze all’apparato di Golgi. L’apparato di Golgi è formato da cisterne appiattite, circondate da singola membrana e svolge diverse funzioni:
  • riceve le proteine del reticolo endoplasmatico e le elabora ulteriormente (attaccandovi catene di oligosaccaridi);
  • concentra, confeziona e smista le proteine prima che vengano inviate alle loro destinazioni finali;
  • è il luogo in cui vengono sintetizzati i polisaccaridi per la parete delle cellule vegetali.

• I lisosomi sono i siti dove avviene l’idrolisi del materiale assunto dalla cellula per fagocitosi. Questi organuli isolano gli enzimi digestivi dal citoplasma e distruggono i batteri che entrano nell’organismo e i propri materiali (autofagia). Sono presenti solo nelle cellule animali. Un lisosoma primario viene generato dal Golgi. Il materiale non digerito viene rilasciato all’esterno.
• Mitocondri: La membrana esterna è liscia e permeabile alla maggior parte delle molecole e di piccoli ioni. Svolge una funzione protettiva. Le creste contengono molecole cruciali per la produzione di ATP a partire da altre molecole. La matrice, sostanza gelatinosa delimitata dalla membrana interna, contiene ribosomi, DNA e diversi enzimi che partecipano alla respirazione cellulare. La membrana interna è la barriera principale tra il citosol e gli enzimi mitocondriali; è molto estesa e ripiegata a formare delle creste; è impermeabile a tutti gli ioni e alle molecole polari: per attraversarla, queste sostanze devono utilizzare proteine di trasporto. Le membrane dividono il mitocondrio in due parti: lo spazio intermembrana e la matrice (sostanza gelatinosa delimitata dalla membrana interna).

• I cloroplasti sono organuli presenti solo nella cellula vegetale: contengono il pigmento verde clorofilla e sono la sede della fotosintesi. Secondo la teoria endosimbiontica, come i mitocondri, anche i cloroplasti erano dei procarioti fotosintetici entrati in simbiosi con una cellula più grande: contengono infatti ribosomi e un proprio DNA circolare. Come i mitocondri, anche i cloroplasti sono costituiti da una doppia membrana, una esterna e una interna: in esse si trovano le molecole di clorofilla. Le membrane interne del cloroplasto hanno l’aspetto di una pila di sacchetti discoidali. Queste pile, dette grana , sono formate da una serie di compartimenti circolari piatti (i sacchetti), addossati l’uno all’altro, che prendono il nome di tilacoidi .