La cellula animale: cosa devi sapere per il test di medicina

la cellula animale

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La cellula animale è tra gli argomenti più importanti di biologia.

Per prepararti al meglio al test di medicina 2020, professioni sanitarie e veterinaria devi sapere benissimo cos’è la cellula animale, le differenze da quella vegetale e la sua struttura.

In questo articolo trovi tutto quello che devi conoscere sulla cellula animale, inclusa la distinzione tra cellula eucariote e procariote.

In più, per aiutarti a memorizzare in fretta, abbiamo inserito i disegni della cellula vegetale e procariote, brevi videolezioni di approfondimento e post Instagram creati appositamente dai nostri tutor. 

Definizione di cellula

Prima di entrare nel vivo dell’argomento, una premessa fondamentale sui concetti di cellula e teoria cellulare, che non puoi non sapere.

Ecco la definizione di cellula:

la più piccola unità che mostra le tipiche proprietà di un vivente

Esistono diversi tipi di cellule, che cambiano forma in base alla funzione svolta. Tuttavia, le cellule presentano delle caratteristiche in comune. Infatti, tutte le cellule hanno:

  • una membrana plasmatica che permette il passaggio di alcune sostanze
  • un rivestimento esterno che le separa dall’ambiente

La moderna teoria cellulare afferma che:

  • le cellule contengono il materiale genetico che trasmettono alle cellule figlie durante la divisione;
  • la cellula è l’unità vivente più piccola anche quando è parte di un organismo complesso;
  • la cellula e la sua struttura sono le parti funzionali di tutto l’organismo;
  • le cellule nascono da una divisione cellulare di cellule preesistenti;
  • ogni organismo vivente è formato da una o più cellule.

La cellula animale

Che cos’è la cellula animale?

È la più piccola componente dell’organismo animale a possedere tutte le caratteristiche proprie della vita.

Un uomo, maschio adulto giovane di media altezza e peso intorno ai 70 chili, è un organismo animale complesso formato in media da 100 mila miliardi di cellule.

Finora, nell’uomo sono stati individuati circa 200 tipi diversi di cellule organizzate in tessuti che a loro volta costituiscono gli organi.

Gli organi formano i sistemi e gli apparati, che si integrano per dare vita all’organismo.

Struttura della cellula animale

Guarda la struttura della cellula animale in 3D e poi studia le parti che la compongono.

La membrana plasmatica

La membrana plasmatica o membrana cellulare separa la cellula animale dall’ambiente esterno. La membrana è formata da un doppio strato fosfolipidico che crea una barriera anfipatica ed è selettivamente permeabile, perché permette il passaggio solo di alcune sostanze.

La membrana cellulare si comporta come un liquido bidimensionale di composizione mista. Per questo è descrivibile da un modello a mosaico fluido.

Quindi, la membrana plasmatica separa un ambiente esterno da uno interno. Ma questo non è il suo unico scopo. Infatti, a essa sono associate molteplici proteine, ognuna delle quali dotata di una funzione specifica.

All’interno della membrana plasmatica troviamo una miscela di acqua, zuccheri, ioni e proteine, che prende il nome di citoplasma.

Guarda la nostra breve videolezione sulla membrana plasmatica.

Il citoplasma

Il citoplasma è lo spazio compreso tra la membrana cellulare interna e la membrana nucleare esterna e contiene gli organelli.

Se si prende in considerazione il citoplasma senza gli organelli, ovvero solo la componente acquosa, si parla di citosol.

Inoltre, il citoplasma comprende l’ectoplasma e l’endoplasma:

  • l’ectoplasma è lo strato esterno e più denso del citoplasma cellulare. Confina con la membrana cellulare e si trova sempre allo stato gelificato. Al suo interno si trovano i microfilamenti responsabili delle contrazioni che subisce la membrana;
  • l’endoplasma è la parte più interna del citoplasma di alcune cellule e si differenzia dall’ectoplasma per una consistenza certamente più fluida. L’endoplasma è la sede preferenziale di tutti gli organuli citoplasmatici.

Il citoscheletro

L’interno delle cellule eucariotiche è ordinato da una impalcatura tridimensionale di filamenti di natura proteica chiamata citoscheletro.

Questi filamenti possono essere di 3 tipi:

  • filamenti di actina, costituiti da subunità della proteina actina collegate in polimeri formati da filamenti doppi avvolti lungo un asse longitudinale, tenuti uniti attraverso legami non covalenti;
  • microtubuli, cilindri cavi composti da subunità di tubulina, con un diametro esterno di 25 nm;
  • filamenti intermedi, polimeri citoscheletrici codificati da una grande famiglia di geni espressi in modo differenziale, che forniscono un sostegno strutturale cruciale al citoplasma e al nucleo degli eucarioti superiori.

Per capire meglio, guarda questo post Instagram sul citoscheletro.

 
 
 
 
 
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Gli organelli

Gli organelli sono strutture che hanno una funzione metabolica speciale all’interno della cellula.

Continua a leggere per scoprire quali sono gli organelli della cellula animale.

Gli organelli della cellula animale

Ecco l’elenco degli organelli della cellula animale che devi conoscere per superare il test di medicina 2020.

Il nucleo delle cellula animale

Che cos’è il nucleo della cellula animale?

Il nucleo di una cellula eucariote ha due importanti funzioni:

  • contenere il materiale genetico (DNA) al sicuro, isolato e condensato sotto forma di cromatina;
  • controllare il passaggio di certe molecole tra interno ed esterno del compartimento.

La membrana nucleare, chiamata anche involucro nucleare, adempie anche a questo compito. Infatti, il nucleo è circondato da un involucro composto da due membrane, una esterna e una interna, entrambe formate da un doppio strato lipoproteico. La membrana interna e quella esterna circoscrivono uno spazio: il lume.

La membrana nucleare, come quella citoplasmatica, presenta sul suo versante interno la lamina nucleare. La lamina è essenziale per mantenere l’integrità strutturale del nucleo in interfase e per consentire disassemblaggio e riassemblaggio del nucleo durante la mitosi.

Al suo interno la membrana nucleare contiene il nucleoplasmaun fluido gelatinoso la cui composizione è sovrapponibile a quella del citoplasma. 

Inoltre, è presente il nucleolo: regione densa e amorfa interna al nucleo, non rivestita di membrana che rappresenta la sede della modificazione dell’RNA ribosomiale (rRNA) e del suo assemblaggio nei ribosomi.

I ribosomi maturi attraversano i pori nucleari e arrivano al citoplasma, dove prendono parte attivamente alla sintesi proteica.

Il Reticolo Endoplasmatico 

A cosa serve il reticolo nella cellula animale?

Il RE (Reticolo Endoplasmatico) è la sede del ripiegamento della catena polipeptidica nascente e dei processi di sintesi dei polimeri organici.

I mitocondri

Che funzione ha il mitocondrio nella cellula animale?

I mitocondri presenti nelle cellule eucariotiche animali sono la centrale energetica in cui avvengono i principali processi catabolici necessari alla produzione di ATP.

I mitocondri rappresentano il compartimento cellulare deputato alla fosforilazione ossidativa.

Il mitocondrio contiene al suo interno numerose copie di DNA circolare a doppio filamento (mtDNA), superavvolto, composto nell’uomo da circa 16500 bp (paia di basi).

Il mitocondrio è dotato di due membrane strutturalmente e funzionalmente differenti:

  • la membrana esterna con numerose copie della proteina di trasporto denominata porina;
  • la membrana interna caratterizzata da un’elevata concentrazione di cardiolipina.

Oltre alle già citate funzioni, prima tra tutte la produzione di energia sotto forma di ATP, il mitocondrio ha un ruolo preponderante in diversi altri fenomeni, quali la regolazione del ciclo cellulare e dello stato ossidoriduttivo della cellula, l’apoptosi e il deposito di ioni calcio nella matrice.

Approfondisci. Guarda la videolezione sui mitocondri.

I lisosomi

Che funzione ha il lisosoma nella cellula animale?

I lisosomi sono rivestiti da una singola membrana e sono deputati alla degradazione di molecole endogene ed esogene (proteine, lipidi, carboidrati, DNA e RNA), le quali vengono internalizzate dalla cellula tramite processi di endocitosi.

Il lisosoma si forma per gemmazione dall’Apparato del Golgi, che si occupa anche delle modificazioni terminali degli enzimi litici prodotti dal reticolo endoplasmatico.

Tutti gli enzimi all’interno del lisosoma sono idrolasi acide, ossia enzimi idrolitici capaci di digerire le principali classi di molecole biologiche.

Scopri di più sui lisosomi su questo post.

 
 
 
 
 
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I perossisomi

I perossisomi sono organuli implicati in varie reazioni, quali l’ossidazione degli acidi grassi o la detossificazione di metaboliti dannosi.

Tutti i processi di ossidazione svolti all’interno dell’organulo portano alla produzione di vari metaboliti, tra cui l’acqua ossigenata (H2O2 o perossido di idrogeno).

I perossisomi sono organuli vescicolari delimitati da una membrana singola che originano dal RE, presenti in quasi tutti i tipi di cellule eucariotiche e privi di acidi nucleici.

Il perossisoma è un forte utilizzatore di ossigeno molecolare ma, al contrario del mitocondrio, non è deputato alla produzione di energia.

Nei perossisomi dei mammiferi avviene anche la β-ossidazione di acidi grassi a lunghissima catena e a catena ramificata.

L’Apparato del Golgi

L’Apparato del Golgi è sede delle modificazioni delle macromolecole e del loro smistamento mediante la secrezione vescicolare.

L’Apparato del Golgi ha una struttura con un preciso orientamento ed è formato da pile di cisterne discoidali. Esso è suddiviso funzionalmente in tre compartimenti, chiamati cis, mediale e trans.

In sintesi, nelle cellule possono coesistere due modalità di smistamento e di elaborazione del materiale da parte dell’Apparato del Golgi:

  • in una pila golgiana il materiale è processato secondo il modello della progressione delle vescicole;
  • in un’altra pila il materiale è elaborato secondo la modalità della progressione delle cisterne.

Sulla base del tipo cellulare e del materiale da elaborare, una modalità può prevalere sull’altra, ma in ogni caso la direzione del movimento di lipidi e proteine è cis-trans.

I flagelli e le ciglia

I flagelli e le ciglia sono appendici cellulari deputate al movimento della cellula.

I flagelli degli eucarioti sono composti da microtubuli e da proteine a essi associati. I flagelli muovono le cellule all’interno di un ambiente fluido.

Le ciglia si trovano negli eucarioti uni e multicellulari e servono essenzialmente a muovere l’ambiente attorno alla cellula.

Ciglia e flagelli consistono entrambi di un assonema connesso a un corpo basale e circondato da un’estensione della membrana plasmatica.

Il corpo basale presenta la medesima disposizione dei centrioli, recante la caratteristica struttura di nove triplette di microtubuli disposte a cilindro.

Differenza tra cellula animale e vegetale

Una delle domande più frequenti dei nostri studenti è:

qual è la differenza tra cellula animale e cellula vegetale?

La cellula eucariote vegetale è diversa da quella animale per la presenza di alcune strutture esclusive.

Una di queste è la parete cellulare, una struttura esterna alla membrana plasmatica che conferisce rigidità e una forma definita, costituita in gran parte da polisaccaridi, il cui componente principale è la cellulosa.

Anche i plastidi sono un gruppo di organuli cellulari specifici della cellula vegetale, sede di numerosissime attività connesse al metabolismo. Infatti, sono coinvolti sia nei processi di fotosintesi sia in quelli di accumulo.

Il vacuolo è un’altra componente tipica delle cellule vegetali, strutturato come una grossa vescicola delimitata da una singola membrana semipermeabile di natura lipoproteica, detta tonoplasto, la quale racchiude il succo vacuolare. 

In più, nelle cellule delle piante possiamo trovare i gliossisomi, perossisomi specializzati che esercitano un ruolo chiave nei tessuti di riserva dei grassi nei semi in fase di germinazione e in alcuni funghi filamentosi.

Anche i plasmodesmi sono tipiche strutture delle cellule vegetali, localizzate a livello della loro parete, la cui funzione è quella di mettere in comunicazione diverse cellule tra loro attraverso la parete cellulare, permettendo lo scambio selettivo di materiale da un citoplasma all’altro.

cellula eucariote animale
Struttura della cellula eucariote vegetale

Cellula eucariote e procariote

Un altro importante concetto che devi conoscere è la differenza tra cellula procariote ed eucariote.

La cellula procariote

Le cellule procarioti inizialmente erano considerate tutte come batteri. Attualmente sono classificate come batteri e archeobatteri, ma entrambe le categorie sono rappresentate da organismi unicellulari, nonostante siano in grado di aggregarsi in colonie e formare popolazioni.

I procarioti sono privi di una suddivisione in compartimenti interni, infatti mancano di organelli intracellulari, ma contengono i ribosomi. Queste cellule non possiedono un involucro nucleare che separa il DNA dal resto della cellula.

cellula procariote
Struttura della cellula procariote

La cellula eucariote

Cosa significa eucariote?

Vuol dire che la cellula ha un nucleo ben differenziato.

Infatti, le cellule eucariotiche esistono sia in forma unicellulare (similmente ai batteri) che in forma pluricellulare, dando vita a organismi composti da tipologie cellulari differenti.

Gli eucarioti presentano una maggiore complessità e un’organizzazione cellulare gerarchica. L’ambiente interno della cellula non risulta omogeneo ma suddiviso in compartimenti specializzati, come il nucleo e il citoplasma.

Le dimensioni delle cellule

Le dimensioni di una cellula dipendono:

  • dall’estensione della membrana plasmatica
  • dalla dimensione del nucleo

In media, le dimensioni delle cellule nell’uomo variano in un intervallo compreso tra 20 e 30 micrometri. Il diametro minimo di una cellula umana e di 4-6 micrometri per i granuli del cervelletto, fino ad arrivare ai 200 micrometri di una cellula uovo, la cellula più grande presente nel corpo umano.

Le cellule sono in grado di accrescersi fino a quando sono rispettati i parametri fisiologici ottimali, rappresentati dal rapporto nucleo/citoplasma e dal rapporto superficie/volume.

Le cellule procarioti non sono più grandi di pochi micrometri (0,5-10 μm). Invece, una cellula eucariote ha normalmente dimensioni dell’ordine di decine di micrometri (da 10 a 100, fino a 500 μm).

tipo di cellule dimensioni cellule Le dimensioni delle cellule
Le dimensioni delle cellule

Le 6 differenze tra cellula eucariote e procariote

La distinzione tra una cellula procariote e una eucariote si basa su:

  1. nella cellula eucariote c’è il nucleo. Infatti, essa possiede un involucro nucleare che separa il DNA dal resto della cellula, struttura invece assente nella cellula procariote.
  2. nella eucariote il DNA è organizzato in cromosomi, strutture condensate e organizzate di materiale genetico che, all’interno di una cellula di circa 20 μm, possono raggiungere la lunghezza di più di un metro! Il DNA contenuto nelle cellule procariotiche è solitamente di forma circolare e di dimensioni nettamente ridotte.
  3. anche le dimensioni cambiano, come già visto nel paragrafo precedente.
  4. sia la cellula eucariote che quella procariote è delimitata da una membrana costituita principalmente da fosfolipidi, che si dispongono a formare un doppio strato. Ma nella membrana cellulare procariote non è presente il colesterolo. La cellula procariote è dotata di una parete cellulare, esterna alla membrana, costituita per la maggior parte da peptidoglicani.
  5. la cellula eucariote contiene al suo interno organelli delimitati da membrana, assenti invece nella cellula procariote. Nel citoplasma della cellula procariote sono presenti esclusivamente i mesosomi.
  6. la cellula eucariote si divide per mitosi e meiosi mentre quella procariotica per scissione binaria.
cellula eucariote e procariote
Le differenze tra la struttura della cellula procariote ed eucariote

Come studiare biologia per il test di medicina 

La cellula animale è solo uno degli argomenti di biologia da studiare per superare il test di medicina 2020, professioni sanitarie e veterinaria.

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Tutti i disegni sono tratti dal manuale di biologia di WAU!

Paola Pala

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