Ripetizioni biologia: le cellule e la loro membrana cellulare

Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule, unità funzionali. In natura esistono due tipologie di cellule: procariote ed eucariote. Scopriamo le loro caratteristiche in questo articolo dedicato alle ripetizioni di biologia.

Cosa sono le cellule procariote?

Le cellule procariote vengono così definite poiché prive di nucleo. Analizzando di fatti l'origine etimologica del termine, questo deriva dal greco "pro carion" il quale significa letteralmente "prima del nucleo". Oltre a essere prive di nucleo, le cellule procariote sono più piccole e strutturalmente più semplici delle cellule eucariote. Il genoma si trova all'interno del citoplasma addensato in una regione definita nucleoide ma priva di sistemi membranosi che lo separino dal resto dell'ambiente intracellulare. Segmenti di genoma si possono ritrovare anche in forma extracromosomiale  sotto forma di plasmidi, conferendo alla cellula delle caratteristiche aggiuntive quale la resistenza agli antibiotici. All'interno della cellula procariote è poi possibile trovare organuli quali ribosomi fondamentali poiché siti della sintesi proteica. 

Cosa sono le cellule eucariote?

Le cellule eucariote sono invece più grandi e strutturalmente più complesse. Il termine greco eu carion fa riferimento alla presenza di una struttura ben organizzata, separata dall'ambiente cellulare attraverso due involucri nucleari, uno interno e uno esterno, e con all'interno il genoma cellulare. La cellula eucariota contiene anche diversi organuli dotati di sistemi membranosi, ognuno con una determinata funzione tra cui due organuli quali mitocondri e cloroplasti dotati di un proprio genoma e per questo oggetto di studio e di teorie quale la teoria endosimbiontica

Caratteristiche e funzioni della membrana cellulare

Al di là però della tipologia cellulare, troviamo una costante che si ripete, un elemento strutturale che è sempre presente: la membrana cellulare

Da un punto di vista strutturale, la membrana è costituita da un doppio strato fosfolipidico con proteine, carboidrati e colesterolo a essi associati. I fosfolipidi sono delle molecole costituite da uno scheletro di glicerolo a cui si trovano legati attraverso dei legami di tipo estere 3 catene di acidi grassi. Tali molecole sono caratterizzate da una testa polare e da una coda apolare, tale caratteristica rende le molecole anfipatiche. In virtù di tale carattere chimico-fisico, i fosfolipidi a contatto con un substrato acquoso quale il citoplasma o l'ambiente extracellulare, tendono a orientarsi in modo tale da esporre le teste polari a contatto con i substrati acquosi e le code apolari internamente al doppio strato, laddove per l'appunto è limitato il contatto con l'acqua.

Le funzioni della membrana cellulare sono tante, primo tra tutti: contiene il materiale intracellulare e lo separa dall'ambiente esterno. Regola e media gli scambi di sostante nutritive e prodotti metabolici di scarto cellulare tra l'ambiente intra ed extra cellulare. Ancora, media la comunicazione cellulare e non solo attraverso la presenza di molecole proteiche che fungono da recettori e che poi attraverso dei meccanismi a cascata innescano delle risposte all'interno della cellula.

Tra le caratteristiche fisiche della membrana, troviamo la termolabilità: se sottoposta a elevate temperature si denatura, il calore di fatto provoca dei danni intaccando l'integrità di tale struttura e quindi questo arreca danni alla cellula stessa. Un "difetto" però, se così possiamo chiamarlo, della membrana, è quello di non essere particolarmente resistente agli stress osmotici. Questo è il motivo per cui nei batteri troviamo un'ulteriore struttura esterna alla membrana detta parete cellulare che protegge l'integrità cellulare dall'elevata pressione osmotica esercitata dalla grande quantità di soluti all'interno del citoplasma delle cellule batteriche. 

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