La cellula procariotica e la membrana cellulare

La cellula procariotica rappresenta la forma più semplice e piccola di vita cellulare, con dimensioni che variano da 0,5 a 5 µm. Le sue caratteristiche principali includono:

• Assenza di organelli delimitati da membrana
• Mancanza di un vero nucleo
• DNA circolare localizzato nel nucleoide
• Presenza di ribosomi più piccoli rispetto agli eucarioti
• Sintesi di RNA nel citoplasma

Vocabulary: Il nucleoide è la regione del citoplasma dei procarioti dove si trova concentrato il DNA.

La membrana plasmatica dei procarioti forma invaginazioni chiamate mesosomi, che svolgono funzioni importanti come:

• Respirazione (in assenza di mitocondri)
• Fotosintesi
• Divisione cellulare
• Sintesi dei lipidi

Le cellule procariotiche sono caratterizzate da una parete cellulare esterna alla membrana, composta da peptidoglicani. Questi organismi sono sempre unicellulari e si riproducono per scissione binaria, una modalità di riproduzione asessuata.

Definition: I peptidoglicani sono polimeri complessi formati da catene di amminozuccheri che conferiscono rigidità alla parete cellulare dei procarioti.

Gli eubatteri e archeobatteri sono i principali gruppi di organismi procarioti. Nonostante solo una piccola parte dei batteri sia patogena per l'uomo, questi microrganismi hanno un ruolo ecologico fondamentale, partecipando alla degradazione della sostanza organica e al suo riciclo nelle catene alimentari.

La membrana cellulare, comune a tutti i tipi di cellule, è una struttura cruciale con le seguenti caratteristiche:

• Sottile involucro semipermeabile
• Composta da un doppio strato fosfolipidico
• Contiene proteine, lipidi e loro derivati (glicoproteine e glicolipidi)
• Regola lo scambio di materiali con l'esterno
• Mantiene il potenziale elettrochimico
• Permette il riconoscimento e la comunicazione tra cellule

Highlight: I fosfolipidi sono molecole anfipatiche con una testa polare idrofila e due code idrofobe, caratteristica fondamentale per la formazione del doppio strato lipidico della membrana.

Alcune specializzazioni della membrana nei procarioti includono:

• Membrana esterna in alcuni batteri, che può contenere tossine
• Flagelli per la locomozione, composti dalla proteina flagellina

Example: I flagelli batterici sono strutture filamentose che permettono ai batteri di muoversi nell'ambiente acquoso, come nel caso dell'Escherichia coli che usa i flagelli per nuotare verso fonti di nutrienti.

La teoria cellulare e le caratteristiche delle cellule

La teoria cellulare è il fondamento della biologia moderna e spiega la struttura e il funzionamento di tutti gli organismi viventi. Essa si basa su quattro principi fondamentali che definiscono l'importanza delle cellule come unità di base della vita.

Highlight: I quattro punti chiave della teoria cellulare sono:

1. Tutti gli organismi viventi sono composti da cellule
2. La cellula è l'unità morfologica e fisiologica fondamentale
3. Ogni cellula deriva da un'altra cellula preesistente
4. L'informazione genetica risiede nel DNA e viene trasmessa durante la divisione cellulare

Tutte le cellule condividono alcune caratteristiche comuni, come la presenza di una membrana cellulare che separa l'ambiente interno da quello esterno e regola il passaggio di sostanze. All'interno si trova il citoplasma, una soluzione acquosa in cui si svolgono molte funzioni cellulari.

Vocabulary: Il citoplasma è la sostanza gelatinosa all'interno della cellula in cui sono immersi gli organelli e avvengono molte reazioni chimiche.

Le cellule si distinguono in due tipi principali:

1. Cellule eucariotiche: possiedono un nucleo ben definito che racchiude il DNA.
2. Cellule procariotiche: non hanno un vero nucleo e il loro DNA si trova libero nel citoplasma.

Definition: Le cellule eucariotiche sono caratterizzate dalla presenza di un nucleo delimitato da membrana e di organelli specializzati, mentre le cellule procariotiche hanno una struttura più semplice senza nucleo definito.

Nonostante le differenze, tutte le cellule condividono alcuni aspetti fondamentali:

• La composizione chimica si basa su proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici.
• Svolgono la glicolisi come processo metabolico comune.
• Utilizzano l'ATP come principale fonte di energia cellulare.
• L'informazione genetica è contenuta nel DNA, che ha la stessa struttura chimica in tutti gli organismi.

Example: L'ATP (adenosina trifosfato) è la "moneta energetica" della cellula, utilizzata per immagazzinare e trasferire energia in tutti i processi cellulari.