struttura della cellula mappa concettuale

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La cellula è l'unità fondamentale degli esseri viventi. Questa risorsa organizza i suoi componenti principali: la membrana plasmatica, il citoplasma, il nucleo e gli organuli come mitocondri, ribosomi e reticolo endoplasmatico. Vengono confrontate la cellula procariote, priva di nucleo delimitato, e la cellula eucariote, con nucleo vero e proprio, oltre alle differenze tra cellula animale e vegetale, quest'ultima dotata di cloroplasti, vacuolo centrale e parete cellulare.

Procarioti ed eucarioti: la distinzione fondamentale
La distinzione più importante nella struttura cellulare è tra procarioti ed eucarioti. I procarioti, come batteri e archei, sono cellule di piccole dimensioni senza nucleo delimitato da membrana: il loro DNA è un cromosoma circolare situato in una regione chiamata nucleoide. Gli eucarioti, che comprendono animali, piante, funghi e protisti, possiedono un nucleo vero e proprio e organuli membranosi specializzati. I ribosomi dei procarioti sono di tipo 70S, quelli degli eucarioti di tipo 80S, una differenza sfruttata da alcuni antibiotici. I cianobatteri sono procarioti fotosintetici: effettuano la fotosintesi senza possedere cloroplasti, perché i loro pigmenti fotosintetici si trovano nelle membrane tilacoidi libere nel citoplasma.

Mitocondri e cloroplasti: organuli energetici
Mitocondri e cloroplasti sono gli organuli deputati alla trasformazione dell'energia. I mitocondri, presenti sia nelle cellule animali sia in quelle vegetali, ospitano la respirazione cellulare, convertendo l'energia dei nutrienti in ATP attraverso il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa sulle creste della membrana interna. I cloroplasti, tipici delle piante e delle alghe, eseguono la fotosintesi: le reazioni dipendenti dalla luce avvengono nei tilacoidi, mentre il ciclo di Calvin nello stroma fissa il carbonio in zuccheri. Il ciclo di Calvin non richiede direttamente luce, ma dipende da ATP e NADPH prodotti dalla fase luminosa. Entrambi gli organuli possiedono DNA proprio e ribosomi, elemento a favore dell'origine endosimbiontica.

Il sistema di endomembrane
Il sistema di endomembrane coordina la sintesi, la modifica e il trasporto delle molecole. Il reticolo endoplasmatico rugoso, cosparso di ribosomi, produce proteine destinate alla secrezione o alle membrane; quello liscio sintetizza lipidi e fosfolipidi, metabolizza il glicogeno e partecipa alla detossificazione di farmaci, ad esempio negli epatociti. L'apparato del Golgi riceve le proteine dal reticolo in vescicole, le modifica aggiungendo zuccheri o gruppi fosfato e le smista verso lysosomi, membrana plasmatica o l'esterno. I lisosomi, ricchi di enzimi idrolitici acidi, digeriscono materiali ingeriti e organuli danneggiati. Questo flusso ordinato permette alla cellula di compartimentare funzioni altrimenti incompatibili.

Cellula animale e cellula vegetale
Cellula animale e cellula vegetale condividono nucleo, mitocondri, reticolo endoplasmatico, Golgi e lisosomi, ma presentano differenze significative. La cellula vegetale possiede una parete cellulare rigida di cellulosa esterna alla membrana, che conferisce sostegno e protezione, e un grande vacuolo centrale che regola il turgore e immagazzina acqua e sostanze di riserva. I cloroplasti consentono la produzione autonoma di zuccheri tramite fotosintesi. Le cellule animali, invece, hanno centrioli coinvolti nell'organizzazione dei microtubuli durante la divisione, strutture generalmente assenti nelle piante superiori. La comunicazione tra cellule vegetali avviene attraverso i plasmodesmi, canali citoplasmatici che attraversano le pareti, mentre le cellule animali comunicano tramite giunzioni e recettori di membrana.