Risultati dell’apprendimento
- Identificare le caratteristiche comuni a tutte le cellule
- Contrastare la composizione e le dimensioni delle cellule procariotiche ed eucariotiche
Le cellule rientrano in una di due grandi categorie: procariotiche ed eucariotiche. Gli organismi unicellulari dei domini Bacteria e Archaea sono classificati come procarioti (pro = prima; karyon- = nucleo). Le cellule animali, le cellule vegetali, i funghi e i protisti sono eucarioti (eu = vero).
Componenti delle cellule procariotiche
Tutte le cellule hanno quattro componenti comuni: (1) una membrana plasmatica, un rivestimento esterno che separa l’interno della cellula dal suo ambiente circostante; (2) citoplasma, che consiste in una regione gelatinosa all’interno della cellula in cui si trovano altri componenti cellulari; (3) DNA, il materiale genetico della cellula; e (4) ribosomi, particelle che sintetizzano le proteine. Tuttavia, i procarioti differiscono dalle cellule eucariotiche in diversi modi.
Figura 1. Questa figura mostra la struttura generalizzata di una cellula procariotica.
Una cellula procariotica è un semplice organismo unicellulare che manca di un nucleo o di qualsiasi altro organello legato alla membrana. Tra poco vedremo che questo è significativamente diverso negli eucarioti. Il DNA procariotico si trova nella parte centrale della cellula: una regione scura chiamata nucleoide (Figura 1).
A differenza degli Archaea e degli eucarioti, i batteri hanno una parete cellulare fatta di peptidoglicano, composta da zuccheri e aminoacidi, e molti hanno una capsula di polisaccaridi (Figura 1). La parete cellulare agisce come uno strato extra di protezione, aiuta la cellula a mantenere la sua forma e previene la disidratazione. La capsula permette alla cellula di attaccarsi alle superfici del suo ambiente. Alcuni procarioti hanno flagelli, pili o fimbrie. I flagelli sono usati per la locomozione, mentre la maggior parte dei pili sono usati per scambiare materiale genetico durante un tipo di riproduzione chiamata coniugazione.
Cellule eucariotiche
In natura, la relazione tra forma e funzione è evidente a tutti i livelli, compreso quello della cellula, e questo diventerà chiaro quando esploreremo le cellule eucariotiche. Il principio “la forma segue la funzione” si trova in molti contesti. Significa che, in generale, si può dedurre la funzione di una struttura guardando la sua forma, perché le due cose coincidono. Per esempio, gli uccelli e i pesci hanno corpi affusolati che permettono loro di muoversi rapidamente attraverso il mezzo in cui vivono, che sia aria o acqua.
Una cellula eucariotica è una cellula che ha un nucleo legato alla membrana e altri compartimenti o sacche legati alla membrana, chiamati organelli, che hanno funzioni specializzate. La parola eucariotica significa “vero nucleo” o “vero nucleo”, alludendo alla presenza del nucleo legato alla membrana in queste cellule. La parola “organello” significa “piccolo organo” e, come abbiamo imparato prima, gli organelli hanno funzioni cellulari specializzate, proprio come gli organi del tuo corpo hanno funzioni specializzate.
Dimensioni delle cellule
Con un diametro di 0,1-5,0 µm, le cellule procariotiche sono significativamente più piccole delle cellule eucariotiche, che hanno un diametro di 10-100 µm (Figura 2). Le piccole dimensioni dei procarioti permettono agli ioni e alle molecole organiche che vi entrano di diffondersi rapidamente in altre parti della cellula. Allo stesso modo, qualsiasi rifiuto prodotto all’interno di una cellula procariotica può uscire rapidamente. Tuttavia, le cellule eucariotiche più grandi hanno evoluto diversi adattamenti strutturali per migliorare il trasporto cellulare. Infatti, le grandi dimensioni di queste cellule non sarebbero possibili senza questi adattamenti. In generale, le dimensioni delle cellule sono limitate perché il volume aumenta molto più rapidamente della superficie cellulare. Man mano che una cellula diventa più grande, diventa sempre più difficile per la cellula acquisire materiali sufficienti per sostenere i processi all’interno della cellula, perché la dimensione relativa della superficie attraverso cui i materiali devono essere trasportati diminuisce.
Figura 2. Questa figura mostra le dimensioni relative di diversi tipi di cellule e componenti cellulari. Un umano adulto è mostrato per confronto.
In sintesi: Confronto tra cellule procariotiche ed eucariotiche
I procarioti sono organismi unicellulari dei domini Bacteria e Archaea. Tutti i procarioti hanno membrane plasmatiche, citoplasma, ribosomi, una parete cellulare, DNA, e non hanno organelli legati alla membrana. Molti hanno anche capsule di polisaccaridi. Le cellule procariotiche hanno un diametro di 0,1-5,0 µm.
Come una cellula procariotica, una cellula eucariotica ha una membrana plasmatica, citoplasma e ribosomi, ma una cellula eucariotica è tipicamente più grande di una cellula procariotica, ha un vero nucleo (cioè il suo DNA è circondato da una membrana), e ha altri organelli legati alla membrana che permettono la compartimentazione delle funzioni. Le cellule eucariotiche tendono ad essere da 10 a 100 volte più grandi delle cellule procariotiche.
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