La cellula è l’unità fondamentale della vita, quella meraviglia microscopica che racchiude in se i segreti della Biologia. Quando si pensa alla complessità di una singola cellula, non si può far altro che sorprendersi davanti a tanta perfezione e complessità, e di come essa rappresenti il punto di partenza per ogni organismo. Questo articolo vuole essere un viaggio che percorre i punti più significativi dell’anima della cellula, attraverso l’esplorazione della sua struttura, delle funzioni che avvengono al suo interno e soprattutto del ruolo essenziale che assume nella costruzione di quella che chiamiamo vita. Prendiamoci un momento per lasciarci affascinare da questo prodigio del mondo vivente.
Intuizioni sulla cellula: la teoria cellulare
La sorprendente scoperta della cellula risale al XVII secolo, con la nascita dei primi, rudimentali microscopi. Il primo ad avere la fortuna di osservarla fu l’inglese Robert Hooke, il quale nel 1665 notò in una sezione di sughero numerose cellette vuote, che chiamò “celle” ovvero “piccole stanze”. Naturalmente Hooke non collegò quelle piccole cavità all’organizzazione degli esseri viventi, il termine «cellula» assume il suo attuale significato soltanto 150 anni dopo.
Nel 1838 Matthias J. Schleiden, un botanico tedesco, giunse grazie alle sue ricerche, alla conclusione, che tutti i tessuti vegetali sono costituiti da un insieme organizzato di cellule. Osservazioni estese anche al mondo animale dallo zoologo tedesco Theodor Schwann, che propose la cellula come componente di tutti gli organismi viventi. Vent’anni più tardi, infine un altro scienziato tedesco Rudolf Virchow affermò che ogni cellula deriva da un’altra cellula preesistente.
L’insieme di queste conclusioni costituisce la teoria cellulare, la quale afferma che:
- Gli esseri viventi sono costituiti da una o più cellule
- Tutte le reazioni chimiche di un organismo vivente, hanno luogo dentro le cellule
- Le cellule si originano da altre cellule
- Le cellule contengono le informazioni ereditarie
Un primo sguardo sulla cellula
Le cellule nonostante abbiano tutte le stesse caratteristiche fondamentali, possono essere molto diverse le une dalle altre, andando ad acquisire forme e funzioni specifiche, creando così quella complessità che riscontriamo nel mondo dei viventi. La prima distinzione fondamentale da fare è sicuramente quella fra organismi procarioti ed eucarioti.
I procarioti, tutti batteri, possiedono una cellula semplice ed evolutivamente antica. La caratteristica principale è quella di essere priva di membrana che isoli il DNA, il quale si trova quindi nel citoplasma, in una zona chiamata nucleoide. Sono inoltre quasi del tutto assenti organuli dotati di membrana ed altre strutture complesse. Tipica di organismi unicellulari, presenta una parete cellulare semirigida che gli dona una determinata forma e gli assicura una protezione dall’ ambiente esterno. Questo tipo di cellula si divide, dunque si riproduce in maniera asessuata, attraverso un processo chiamato scissione binaria.
Gli eucarioti, possiedono una cellula più complessa e di dimensioni maggiori, dove troviamo un nucleo delimitato da membrana, nel quale è contenuto il materiale genetico. Presenta inoltre un’organizzazione complessa, grazie alla presenza di organuli e strutture membranose che vanno a svolgere al loro interno funzioni specializzate. Il numero delle cellule che costituisce un individuo, può variare da una negli organismi unicellulari, a migliaia di miliardi in quelli pluricellulari. La cellula eucariote è tipica degli organismi viventi appartenenti ai gruppi dei protisti, dei funghi, dei vegetali e degli animali. La divisione avviene alla fine del ciclo cellulare tramite un processo chiamato mitosi per le cellule somatiche, e meiosi per le cellule sessuali.
Struttura e funzione
Le cellule sono macchine complesse, che eseguono tutte quelle funzioni che sono necessarie per la vita, ogni componente svolge un ruolo fondamentale e specifico contribuendo al funzionamento globale della cellula e dell’organismo di cui fanno parte, con differenze sostanziali spostandoci da un regno vivente all’altro. Avremo modo di approfondire queste differenze nei prossimi articoli, ma prendiamo come modello quella che ci riguarda più da vicino, La cellula animale.
Lo strato più esterno della cellula, la membrana plasmatica, separa e protegge la cellula dall’ambiente circostante, permettendo però il passaggio selettivo di sostanze, è inoltre una sede importante della comunicazione intercellulare. Subito dopo la membrana ci troviamo nel citosol, sostanza fluido-gelatinosa al cui interno sono disciolte numerose sostanze, vi troviamo inoltre il citoscheletro che rappresenta l’impalcatura della cellula, gli organuli e il nucleo.
Il nucleo può essere considerato il “centro di comando della cellula”. Infatti, dal nucleo partono tutti i comandi delle funzioni vitali. Delimitato da una doppia membrana, sulla prima sono presenti pori e ribosomi coinvolti nella produzione di proteine. All’interno del nucleo è presente la cromatina, un insieme di proteine, DNA e RNA.
Gli organuli, svolgono diverse funzioni vitali della cellula, I mitocondri producono l’energia necessaria al funzionamento della cellula, sono infatti la sede della respirazione cellulare. Nei ribosomi avviene invece l’assemblaggio delle proteine utilizzando, gli aminoacidi specificati del DNA, nella cosiddetta sintesi proteica. I lisosomi grazie alla presenza al loro interno di enzimi litici, sono in grado di degradare lipidi, carboidrati, proteine e sostanze che devono essere “digerite”.
Il reticolo endoplasmatico, può essere liscio o rugoso, a seconda della presenza di ribosomi o meno, ed è essenziale in quanto contribuisce alla sintesi, modifica e trasporto di molecole biologiche. Insieme all’apparato del Golgi costituiscono il sistema membranoso, costituito anch’esso da un insieme di tubuli, sacche e vescicole, che si estendono nel citoplasma, operando in stretta collaborazione con il reticolo endoplasmatico rifinendo, immagazzinando e distribuendo varie biomolecole.
Abbiamo terminato un altro affascinante viaggio nel mondo della Biologia, attraversando la cellula e la sua perfetta complessità, proprio per questo non potremmo far altro che incontrarla ancora.
