Organuli cellulari
Quali sono gli organuli cellulari?
Gli organuli o organelli cellulari sono delle componenti organiche di grandi dimensione presenti all'interno della cellula, deputate allo svolgimento di specifiche funzioni necessarie alla sopravvivenza, il metabolismo e la riproduzione della cellula stessa.
Ad eccezione dei ribosomi e dei centrosomi, gli organuli cellulari sono delimitati da membrane simili alla membrana citoplasmatica e sono presenti solo nelle cellule eucariotiche.
I ribosomi, invece, oltre ad essere sprovvisti di membrana, sono presenti anche nelle cellule procariotiche.
Alcuni organuli cellulari sono dotati di un proprio DNA caratteristico, diverso da quello contenuto nel nucleo, e sono in grado di replicarsi autonomamente. Insieme al citosol, gli organuli cellulari compongono il citoplasma della cellula.
Cellula animale: in evidenza i vari organuli cellulari.
Di seguito un elenco dei vari organuli cellulari presenti nelle diverse tipologie di cellule:
Organuli presenti in tutte le cellule:
Organuli presenti in tutte le cellule eucariotiche:
- nucleo cellulare
- reticolo endoplasmatico (liscio e rugoso)
- apparato del Golgi
- mitocondri
- citoscheletro
- perossisomi
Organuli presenti solo nelle cellule animali:
Organuli presenti solo nelle cellule vegetali:
Organuli cellulari nella cellula vegetale e nella cellula animale.
Origine endosimbionte di plastidi e mitocondri
Tra i vari organuli presenti nel citoplasma delle cellule eucariotiche, plastidi e mitocondri meritano una menzione d'onore per la loro origine, che si ipotizza sia di tipo endosimbionte.
Le caratteristiche della membrana di questi organuli, infatti, sono del tutto peculiari e così anche il DNA che li caratterizza, che è un DNA circolare simile a quello dei batteri.
La teoria più accreditata circa la nascita di queste strutture cellulari è infatti quella della endosimbiosi, per la quale questi organelli erano in origine cellule procariotiche indipendenti, assunte all'interno del citoplasma della cellula eucariote per fagocitosi.
In virtù delle capacità biochimiche uniche e molto utili (i cloroplasti sono responsabili della fotosintesi ossigenica e i mitocondri della respirazione cellulare), sarebbero stati mantenuti come simbionti nella cellula più grande, ricevendo da questa protezione e nutrimento.
I ribosomi, unici organuli cellulari ubiquitari
Gli unici organelli ad essere presenti anche nelle cellule procariotiche oltre a tutte quelle eucariotiche sono i ribosomi. Questi organuli sono del tutto unici, essendo anche gli unici (insieme ai centrosomi) a non possedere una membrana cellulare.
Dal punto di vista della chimica, i ribosomi sono costituiti da proteine e acidi nucleici (RNA ribosomale) che si organizzano in due sub-unità in grado di interagire con l'RNA messagero e l'RNA transfert. Essi svolgono, pertanto, una delle funzioni fisiologiche più importanti della biochimica cellulare: la sintesi delle proteine.
Nucleo e nucleolo
Il nucleo è un organulo cellulare di grandi dimensioni e di forma essenzialmente sferica, delimitato da membrana e contenente al suo interno il DNA proprio della cellula.
Il nucleo è il centro di comando cellulare: il DNA contenuto al suo interno infatti viene continuamente utilizzato per produrre gli mRNA che , uscendo dal nucleo, istruiscono i ribosomi sulle proteine da produrre per mantenere attive le funzionalità della cellula.
All'interno del nucleo è riconoscibile un'area, definita nucleolo, dove avviene la sintesi dei ribosomi.
Sebbene in alcune interpretazioni questo sia definito come un ulteriore organello cellulare, in realtà è privo di membrane e non è corretto considerarlo tale, quanto piuttosto un'area granulare dotata di specificità funzionale all'interno del nucleo.
Reticolo endoplasmatico
Il reticolo endoplasmatico è un esteso organulo, suddiviso in reticolo endoplasmatico liscio e reticolo endoplasmatico rugoso, in cui si verificano varie classi di funzioni. Strutturalmente è composto da tubuli e cisterne, queste ultime tipiche della parte rugosa.
Nel reticolo endoplasmatico liscio avviene la biosintesi dei lipidi e la rifinitura delle proteine (con l'aggiunta ad esempio dei glucidi per realizzare le glicoproteine). Il reticolo endoplasmatico rugoso è tale per la presenza dei ribosomi sulla sua superficie esterna.
La membrana di questa porzione del reticolo comunica con quella esterna del nucleo; la sintesi proteica che avviene nei ribosomi si completa, mediante i processi di maturazione, all'interno del reticolo, in cui molte di queste proteine confluiscono grazie all'interazione con specifici recettori posti sulla sua membrana esterna.
Le proteine, quindi, vengono sintetizzate dai ribosomi, modificate nel reticolo endoplasmatico e qui, infine, racchiuse in vescicole rivestite da membrana lipidica e, attraverso di esse, inviate all'apparato del Golgi.
Apparato del Golgi
Questo organulo cellulare è costituito da un insieme di cisterne rivestite da membrana: le vescicole provenienti dal reticolo endoplasmatico si fondono con la membrana e riversano nell'apparato di Golgi il proprio contenuto, costituito da proteine o lipidi che vengono modificate ancora, soprattutto nella componente glucidica, e ancora incluse in nuove vescicole che li indirizzeranno alla loro definitiva destinazione.
Percorso di formazione, maturazione ed escrezione delle proteine di secrezione tra reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi e vescicole.
Perossisomi, organuli cellulari con funzione metabolica
I perossisomi sono particolari organuli cellulari in cui avvengono alcune reazioni chimiche legate al metabolismo dei lipidi, all'ossidazione degli aminoacidi e allo smaltimento di alcune tossine.
La peculiarità di questi organelli è quella di ospitare enzimi che catalizzano reazioni che utilizzano O2 e producono come scarto H2O2, una molecola estremamente reattiva che deve pertanto rimanere isolata dal resto del citoplasma per evitare che danneggi gli altri componenti della cellula.
Citoscheletro, l'organello strutturale della cellula
Il citoscheletro è l'organello cellulare che dà forma e struttura alla cellula, partecipa al movimento mediante la formazione degli pseudopodi o dei flagelli e determina il cambiamento conformazionale necessario per la realizzazione della fagocitosi (per quelle cellule in grado di effettuarla). È inoltre responsabile del mantenimento in posizione degli altri organelli nel citoplasma e del trasporto delle vescicole.
Lisosomi, centrosomi e vacuoli
I lisosomi sono vescicole presenti nelle cellule animali, contenenti enzimi di tipo litico che se fossero lasciati liberi nel citosol digerirebbero le componenti strutturali della cellula.
I centrosomi sono regioni non delimitate da membrana, posizionate vicino al nucleo, che ospitano i centrioli e sono coinvolte nei processi di formazione del fuso mitotico (anche se attualmente il ruolo di questi organelli è oggetto di un acceso dibattito in seno alla comunità scientifica).
I vacuoli sono vescicole piene di acqua e ioni tipiche delle cellule vegetali, il cui contenuto ha pH più basso di quello citosolico, la cui funzione principale è quella di regolazione della pressione di turgore della cellula.
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