La cellula

- introduzione -

La cellula, insieme al nucleo, è l'unità fondamentale della vita e i sistemi viventi si accrescono per moltiplicazione cellulare; essasta alla base di ogni organismo vivente, sia animale che vegetale.
L'organismo, in base al numero di cellule di cui è composto, può essere monocellulare (bacteri, protozoi, amebe ecc.), o pluricellulare (metazoi, metafiti ecc.). Le cellule presentano caratteri morfologici uniformi solo nelle specie più basse, quindi negli animali piú semplici; negli altri, tra le diverse cellule, si stabiliscono delle differenze di forma, grandezza, rapporti, in seguito ad un processo che porta alla formazione di vari organi con diverse funzioni: tale processo prende il nome di differenziazione morfologica e funzionale.

La forma della cellula è legata allo stato di aggregazione e alla sua funzione: si possono così avere c. sferoidali, che in genere sono quelle che si trovano libere in un mezzo liquido (globuli bianchi, cellule uovo); ma la massima parte delle cellule assume la forma più varia in seguito alle spinte meccaniche e alle pressioni delle cellule contigue: si hanno così cellule a piramide, a cubo, a prisma, a poliedro. La grandezza è variabilissima, in genere di ordine microscopico; nell'uomo le cellule più piccole sono i granuli del cervelletto (4-6 micron), le più grandi sono i pirenofori di alcune c. nervose (130 micron). Si è cercato di stabilire se la grandezza cellulare dipendesse dalla mole somatica dell'organismo, se cioè il volume corporeo fosse conseguente ad un maggior numero di cellule o and una maggior grandezza delle singole. In seguito ad osservazioni di Levi si rilevò che cellule dello stesso tipo, in individui di differente mole hanno grandezza uguale, da cui ne derivò la importante legge di Driesch o della grandezza cellulare costante che afferma che non la grandezza ma precipuamente il numero delle cellule condiziona la diversa mole corporea.

PARTI COSTITUTIVE ED ESSENZIALI DELLA CELLULA

Il protoplasma è il costituente principale della cellula e viene distinto in due parti: citoplasma e nucleo. Tra queste due parti (cioè tra la grandezza nucleare e la grandezza cellulare totale) esiste un rapporto detto indice nucleo-plasmatico: esso si ottiene dividendo il volume del nucleo per il volume della cellula, al quale è stato sottratto quello precedente, e lo si esprime in centesimi. Tale indice è molto importante perché può rivelare le modificazioni metaboliche e funzionali; per esempio, durante l'accrescimento l'indice tende a spostarsi in favore del citoplasma. In quest'ultimo si dimostrano sempre due costituenti: l'uno detto parte fondamentale, o ialoplasma, e l'altro detto condrioma, costituito da corpicciuoli a forma di granuli o filamenti detti mitocondri. Anche nello ialoplasma vi sono delle strutture rilevabili mediante il microscopio elettronico: ergastoplasma, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi, apparato del centriolo e membrana plasmatica.

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Immagine tratta da www.progettogea.com

I PROCARIOTI

I procarioti hanno un'organizzazione molto più semplice degli eucarioti: mancano infatti di nuclei organizzati inclusi in una membrana nucleare; non hanno cromosomi complessi, ne un reticolo endoplasmatico e mitocondri. Mancano pure di cloroplasti o plastidi. Quasi tutti i procarioti possiedono una rigida parete cellulare.
Iprocarioti sono privi di nucleo primitivo; non hanno, infatti, un nucleo che si possa isolare, bensì la «cromatina nucleare», cioè il DNA nucleare, in un solo cromosoma, ad anello, immerso nel citoplasma. I procarioti sono il punto di origine sia per il regno animale che per il regno vegetale.
I procarioti si possono dividere in due classi fondamentali: le alghe azzurre e i batteri (schizomiceti).
Gli attuali procarioti, rappresentati dai batteri e dalle alghe azzurre, non presentano particolari differenze dai loro antenati fossili. Le cellule batteriche fossili differiscono da quelle delle alghe fossili, per il fatto che le alghe unicellulari, come le loro attuali discendenti, erano fotosintetiche. In altre parole, esse erano in grado di sintetizzare sostanze nutritizie ad alto contenuto energetico, a partire da elementi semplici (in questo caso anidride carbonica e acqua) utilizzando la luce solare come fonte di energia.
Le alghe azzurre, avendo le strutture e gli enzimi necessari alla fotosintesi, vengono dette organismi autotrofi (cioè che si nutrono da soli). I batteri, invece, sono organismi eterotrofi, poiché assimilano dall'ambiente esterno le sostanze nutritive necessarie per il proprio metabolismo energetico.
Uno dei rapporti diretti più noti dei batteri con l'uomo è quello costituito dalla flora batterica intestinale; un altro è quello delle malattie infettive di tipo batterico.
I procarioti risalgono a circa quattro-cinque miliardi di anni fa e rappresentano le forme primitive della vita; con il trascorrere del tempo siamo giunti agli organismi più complessi, fino all'uomo. Di conseguenza i procarioti sono gli organismi più semplici e antichi.
Durante l'evoluzione delle specie, fino ad arrivare alle forme superiori, le forme primitive non si sono estinte, ma hanno mantenuto anch'esse un compito specifico nell'equilibrio vitale. Ne rappresentano un esempio le alghe azzurre, che sono ancora oggi fra le maggiori sintetizzatrici di materiale organico nell'acqua (ad es. alga spirulina).

EUCARIOTI

Gli eucarioti sono caratterizzati dalla presenza di strutture specializzate (organelli), assenti nei procarioti. Le cellule che costituiscono i tessuti somatici delle piante e degli animali sono tutte eucariotiche, come pure quelle di molti organismi unicellulari.

ORGANISMI UNICELLULARI E PLURICELLULARI

Le principali differenze esistenti tra i procarioti e gli eucarioti si possono così riassumere:

a) i primi non possiedono un nucleo ben distinto, a differenza degli eucarioti, che hanno, invece, nucleo evidente e ben delimitato.
b) i procarioti sono sempre organismi unicellulari e, anche nell'eventualità di un'adesione, quest'ultima interessa solo l'involucro esterno. Gli eucarioti, invece, si distinguono in unicellulari e pluricellulari.La loro pluricellularità, però, inizia con un'organizzazione ancora primitiva, come si può osservare dai cosiddetti cenobi; questi, infatti, non sono altro che colonie di organismi unicellulari simili, unite fra di loro.Ogni cellula ha una vita a sé, che non dipende dalle altre, e il cenobio può sopravvivere a gravi incidenti. Nei cenobi più differenziati scopriamo poi che a volte le cellule sono unite da sottilissimi filamenti (plasmodesmi) e che alcune cellule sono più grosse delle altre.
A differenza di organismi unicellulari e cenobi primitivi, in cui le cellule sono uguali ed hanno tutte le funzioni, nel Volvox compaiono cellule specifiche con una particolare funzione. Infatti notiamo una parte flagellata, atta al movimento, e una parte composta da cellule più grosse destinate alla riproduzione. Ogni cellula, in definitiva, tende ad avere delle strutture proprie dette primarie, fondamentali per la vita della cellula stessa, e secondarie (per compiti specifici).

Un organismo unicellulare ha un momento di pausa durante la riproduzione, in cui tutte le sue strutture adempiono ad un unico compito; le cellule che vengono prodotte dovranno ricostituire la normale specializzazione per poter sopravvivere. Un qualsiasi danno alle proprie strutture significherebbe la morte. Gli organismi pluricellulari, invece, continuano a vivere potendo rigenerare le singole cellule.
In definitiva, si può affermare che ogni cellula ha una propria struttura, che può essere simile alle strutture tipo, o può allontanarsi dalla generalità, mancando di qualche costituente cellulare.