E' la cellula propriamente detta, la "vera" cellula, la cui principale differenza con quella procariote è la presenza di una membrana nucleare e la comparsa di vari organuli citoplasmatici (mitocondri, cloroplasti, centrioli ecc.); lo sviluppo di membrane all'interno del citoplasma; la membrana plasmatica è di natura lipo-proteica, come nei procarioti. E solo nei vegetali esiste una parete di cellulosa esterna alla membrana plasmatica.
Il tallo (corpo vegetale) delle tallofite, (alghe, licheni), è formato da cellule tra loro uguali, si diversificano solo le cellule gametiche: Tra i protisti (organismi unicellulari), inizia a manifestarsi una tendenza alla pluricellularità in quegli organismi che costituiscono colonie (Volvox) di cellule uguali collegate da ponti citoplasmatici, eccetto i gameti. Nei poriferi le cellule sono già differenziate a seconda dei compiti, ma mantengono una propria individualità. E' soltanto a partire dai celenterati e dalle briofite che compaiono tessuti e organi con cellule differenziate. In un metazoe le cellule pur avendo un'origine comune (lo zigote), una struttura di base simile, assumono forme, dimensioni e soprattutto funzioni estremamente diverse. Nei metazoi troviamo cellule che per aspetto e origine si allontanano da una cellula eucariote tipo: ad esempio i megacariociti cellule polinucleate del midollo spinale, o le fibra muscolare striata che ha carattere di plasmodio, perchè si origina da una cellula il cui nucleo si divide più volte e il citoplasma no. A differenza del sincizio, che una estesa massa di citoplasma multinucleata che si origina dalla fusione di più cellule.
Le cellule vegetali a differenza delle cellule animali, hanno una forma poliedrica, rigida e ben definita. Anche le dimensioni variano da cellula a cellula, in genere le cellule sono microscopiche, con dimensioni che vanno dai 6 ai 30 micron, e sono di dimensioni maggiori in insetti, anfibi e nematodi, ma le dimensioni sono indipendenti dalle moli degli organismi della stessa specie. Tutte le cellule che costituiscono un organismo discendono, per divisioni mitotiche da una cellula iniziale, lo zigote: ogni cellula deriva dalla divisione di una cellula preesistente ad essa equivalente: "omnis cellula e cellula", secondo l'aforisma di Vircow.
La Membrana plasmatica o membrana cellulare, avvolge tutte le cellule delimitando il citoplasma, è formata da molecole lipidiche e proteiche che permettono gli scambi di molecole e di ioni fra le cellule e l'ambiente esterno. Estremamente sottile meno di 1/10 di micron la membrana cellulare è costituita da due strati di proteine che ne racchiudono "a sandwich" uno intermedio costituito da due strati di fosfolipidi. Inserite trasversalmente nei tre strati delle membrane vi sono delle macromolecole proteiche di massa globulare.
Il reticolo endoplasmatico è un sistema costituito da cavità, vescicole, sacchetti e canalicoli di varie forme delimitati da citomembrane; variabile di forma e dimensione, il reticolo divide il citoplasma in tanti compartimenti (come dei laboratori chimici) in cui viene svolta l'attività chimica della cellula. Può essere ricoperto di ribosomi e allora viene detto ruvido, altrimenti liscio
Gli organuli della cellula. Gli organuli presenti in tutte le cellule sono: i mitocondri, il complesso del Golgi, i ribososmi, i lisosomi e nelle cellule vegetali esistono i centrioli, i cloroplasti, un tipo particolare di plastidio.
Nei mitocondri avvengono i processi biochimici della respirazione cellulare. In alcune cellule sono in continuo movimento trasportati dalle correnti citoplasmatiche, in altre come le cellule muscolari, occupano posti fissi. Sono maggiormente presenti dove c'è maggiore richiesta di energia, ad esempio alla base dei flagelli. Esso consta di due membrane, l'esterna delimita il mitocondrio, l'interna è piegata in modo da formare le creste mitocondriali dove avvengono la maggior parte delle reazioni chimiche, in quanto è qui che sono localizzati importanti enzimi, quelli della fosforilazione ossidativa. Altri enzimi sono contenuti nella matrice mitocondriale, enzimi che sono preposti per il ciclo di Krebs. I M. hanno anche un proprio DNA, nonchè RNA e ribosomi, il che conferisce loro una certa autonomia essendo in grado di fabbricare proteine. I M. immagazzinano l'energia in ATP (adenosinatrifosfato) che rappresenta una sorta di combustibile del protoplasma. L'ATP è formato da una base azotata, l' adenina, che è legata a uno zucchero pentoso, il ribosio, al quale sono legati tre radicali di acido ortofosforico. Quando si stacca un gruppo fosforico si libera energia e l'ATP diventa ADP (adenosinadifosfato).
Il complesso del Golgi è costituito da sacculi appiattiti e sovrapposti che si dilatano ai margini, dove si distaccano delle vescicole. Sono lisci e con struttura molecolare simile alla altre citomembrane. Il C.G. è collegato al reticolo endoplasmatico liscio, e partecipa alla formazione di enzimi che dal reticolo endoplasmatico. passano al complesso del Golgi dove vengono concentrate in vescicole che infine, con un processo inverso alla fagocitosi, versano all'esterno della cellula il loro contenuto.
I ribosomi sono universalmente presenti nelle cellule, intervengono nella sintesi delle proteine. Sono costituiti da due subunità formati da RNA ribosomico e proteine. Si originano nel nucleolo, poi passano nel nucleo ed infine nel citoplasma. La quantità di ribosomi presenti in una cellula dipende dalla sua attività a produrre proteine. Le cellule nelle quali la maggior parte dei ribosomi aderisce al reticolo endoplasmatico producono enzimi digestivi o sostanze che devono essere secrete all'esterno della cellula; mentre le cellule i cui ribosomi sono sparsi per il citoplasma producono proteine strutturali necessarie per l'accrescimento, o altre proteine speciali come l'emoglobina.
I lisosomi sono sacchetti di membrana che contengono enzimi digestivi usati per idrolizzare materiali (batteri, virus, sostanze tossiche) fagocitati dalla cellula (es. leucocita o un protozoo); oppure agiscono per distruggere cellule e tessuti durante particolari fenomeni come la metamorfosi, distruzione programmata di gruppi di cellule come avviene per esempio durante il riassorbimento della coda di un girino che si stia trasformando in una rana. Gli enzimi digestivi vengono sintetizzati nel reticolo endoplasmatico, passano poi nel complesso di Golgi dove vengono avvolti da membrane assumendo le forma di sacchetti.
I centrioli sono presenti sempre nelle cellule animali ma non esclusivamente in queste. Si attivano durante la divisione del materiale nucleare. Hanno forma di piccoli cilindri vicini al nucleo disposti ad angolo retto. La loro struttura è simile a quella delle ciglia e dei flagelli, costituita da 9 fibrille triple parallele all'asse del cilindro. I centrioli prendono parte anche al differenziamento di ciglia e flagelli.
Le ciglia sono caratteristici degli animali. Presenti sulla superficie del corpo di Platelminti, di larve di Anellidi e nelle branchie dei Molluschi bivalvi; presenti anche nelle cellule epiteliali delle vie respiratorie dei vertebrati terrestri. I Ciliati (gruppo dei protozoi) se ne servono per spostarsi.
I flagelli sono simili alle ciglia ma di dimensioni minori. Caratteristici dei Flagellati (gruppo di protozoi) di alghe unicellulari, degli spermatozoi animali e di gameti di piante pluricellulari. La struttura delle ciglia e dei flagelli è comune a tutti i viventi, indipendentemente dalle specie. Sono costituiti da nove coppie di fibrille tubulari che circondano altre due fibrille poste al centro. Le fibrille esterne si originano dal corpuscolo basale, mentre le due interne dalla piastra basale. Alcuni ricercatori ritengono che il moto sia il risultato di uno scorrimento delle fibrille esterne su quelle interne; altri avanzano l'ipotesi che le fibrille esterne siano contrattili.
Il nucleo ha una forma sferica e delimitato da una membrana nucleare, ed ha un aspetto diverso a seconda se si trova a riposo (nucleo interfasico) o in divisione mitotica. Il nucleo a riposo è trasparente con formazioni a zolle e filamenti detta cromatina, ed è visibile anche il nucleolo. La cromatina è costituita da DNA associato a proteine basiche, gli istoni (proteine che avrebbero un ruolo nella spiralizzazione e condensazione dei cromosomi), a proteine acide e contengono anche una certa quantità di RNA. Poco prima della mitosi la cromatina spiralizza formando i cromosomi I vari organismi differiscono per il numero dei cromosomi presenti in ciascuna delle loro cellule. Il numero dei cromosomi normalmente presenti nelle cellule delle piante e degli animali è detto numero diploide, ed è un numero costante in tutte le cellule, eccetto le cellule gametiche che hanno un numero di cromosomi dimezzato, detto aploide, in modo tale che quando i due gameti si uniscono si ripristina il numero diploide. Il nucleolo è di struttura compatta costituito da RNA associato a proteine. I nucleoli hanno l'importante funzione di costruire i ribosomi. Il nucleo esercita un costante controllo sul citoplasma. Se dividiamo in due un'ameba, quella col nucleo sopravvive, l'altra metà degenera non riuscendo a formare pseudopodi e spostarsi per procurarsi il cibo. Il nucleo controlla sia le strutture che le funzioni di una cellula. Il nucleo è in grado di esercitare il controllo sul citoplasma perchè contiene le informazioni per formare le proteine, sostanze dalle quali dipendono tutte le strutture e le funzioni cellulari. Quando una cellula si divide, queste informazioni debbono venire duplicate e una copia deve passare a una cellula figlia.
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