Nucleo
Il nucleo è il luogo in cui avviene la replicazione del DNA, è la sede del controllo genetico dell'attività cellulare e contiene il nucleolo,
luogo dove ha inizio il montaggio dei ribosomi a partire dall'RNA e da specifiche proteine. Nelle cellule animali, il nucleo ha un diametro di
circa 5um ed è avvolto da una doppia membrana che costituisce l'involucro nucleare.
Attraverso l'involucro nucleare si verifica un traffico di macromolecole sia in entrata sia in uscita.
Le due membrane dell'involucro nucleare sono separate da uno spazio spesso 10-20 nm e sono perforate da circa 3500 pori nucleari
del diametro di 9 nm circa, che mettono in comunicazione l'interno del nucleo con il citoplasma. Gli ioni e le molecole più
piccole possono transitare liberamente attraverso i pori nucleari. Tra le molecole
più grandi, invece, solo alcune proteine sono in grado di passare dal citoplasma (dove vengono sintetizzate) al nucleo. Queste proteine
presentano brevi «sequenze segnale» fatte di amminoacidi che funzionano come un'etichetta di riconoscimento per il poro nucleare, che
si dilata e le lascia passare. In certi punti, la membrana esterna dell'involucro circolare nol nucleare forma delle anse che si
protendono nel citoplasma ed è in continuità con la membrana di un altro organulo, il reticolo endoplasmatico. All'interno del nucleo
sono presenti diverse molecole di DNA, in numero caratteristico a seconda della specie. Le molecole di DNA hanno forma lineare e sono
associate a proteine con cui formano un complesso fi-broso, composto da fili estremamente lunghi e sottili, detto cromatina. Poco prima
della divisione cellulare, la cromatina si addensa in strutture compatte e visibili al microscopio dette cromosomi.
Ribosomi
Nelle cellule eucariote i ribosomi possono trovarsi in diverse posızioni: liberi nel citoplasma, fissati alla superficie del reticolo
endoplasmatico, oppure all'interno dei mitocondri e dei cloroplasti. Sia i ribosomi dei procarioti sia quelli degli eucarioti sono
composti da due subunità di dimensioni diverse; i ribosomi eucarioti però sono più grandi e più ricchi di RNA di quelli procarioti.
Pur sembrando piccoli se confrontati con la cellula che li contiene, i ribosomi eucarioti sono complessi e composti da un tipo
speciale di RNA detto RNA ribosomiale (rRNA) al quale sono legate oltre 50 diverse proteine; essi vengono assemblati nel nucleo e
passano nel citoplasma attraverso i pori nucleari. In qualunque posizione si trovino, i ribosomi hanno il compito di sintetizzare le
proteine in base alle informazioni codificate nel DNA. Questo processo, chiamato craduzione, e possibile grazie a un messaggero che
trasporta l'informazione dal nucleo (dove si trova il DNA) al citoplasma, dove si trovano i ribosomi. Durante la traduzione, i ribosomi
si legano all'mRNA e costruiscono le catene polipeptidiche leggendo le istruzioni in esso contenute.
Reticolo Endoplasmatico
Il reticolo endoplasmatico è un organulo che ha un ruolo centrale in diversi processi che regolano la sopravvivenza ed il normale
funzionamento della cellula. È una struttura citoplasmatica che si caratterizza per la presenza di membrane che possono assumere varie
forme nel corso del ciclo cellulare. Il reticolo si distingue in reticolo endoplasmatico rugoso (RER) e reticolo endoplasmatico
liscio (REL).
- Il REL è noto principalmente per il suo ruolo nella sintesi dei lipidi che costituiscono la membrana della cellula anche se non
è la sua unica funzione. Rispetto al reticolo endoplasmatico rugoso, il REL non presenta ribosomi sulla sua superficie e si presenta
con una struttura di interconnessioni di tubuli di membrana ramificati intorno alla cellula;
- Il RER è formato da una serie di canali che sulla superficie esterna presentano dei ribosomi. Svolge un ruolo centrale nella sintesi
proteica, ovvero si occupa del controllo “qualitativo” delle proteine e della degradazione di quei frammenti che non sono “conformi” al
passaggio all’apparato di Golgi.
Mitocondri
I mitocondri sono organelli caratterizzati da una doppia membrana, è progettata per svolgere una delle funzioni più essenziali per la vita:
la produzione di energia. Proprio per questo motivo, i mitocondri sono spesso definiti le “centrali energetiche” delle cellule. Ogni mitocondrio
è racchiuso da due membrane:
- membrana esterna: funge da barriera e regola il passaggio delle molecole tra il mitocondrio e il citoplasma;
- membrana interna: forma numerose pieghe, chiamate creste, che aumentano la superficie disponibile per i processi biochimici essenziali.
All’interno, troviamo la matrice mitocondriale, ricca di enzimi, DNA mitocondriale (mtDNA) e ribosomi, che consentono al mitocondrio di svolgere
le sue funzioni in modo autonomo. Il processo più importante che avviene nei mitocondri è la fosforilazione ossidativa, il meccanismo attraverso
cui viene prodotta l’adenosina trifosfato (ATP), la principale fonte di energia per le cellule. Durante questo processo, le molecole di glucosio
e acidi grassi vengono metabolizzate per generare energia.
Lisosomi
I lisosomi sono organuli membranosi situati all'interno delle cellule (solo animali) di cui costituiscono il compartimento digestivo.
Sono piccoli corpi, vescicole spesso sferiche, le cui dimensioni variano da 0,1 a 1,2 μm e il cui habitat interno è di natura acida
(con un pH che si aggira attorno a un valore di 4,6 - 5). I lisosomi, dal punto di vista funzionale, possono essere considerati una sorta
di apparato digerente della cellula. Circondati infatti da un involucro membranoso protettivo, contengono speciali enzimi idrolitici,
che catalizzano la scissione, la demolizione di svariate macromolecole biologiche. I materiali da smaltire possono provenire dall'esterno
(batteri e altri agenti potenzialmente nocivi) oppure appartenere all'ambiente intracellulare stesso (componenti danneggiati, obsoleti
o non più efficienti). I lisosomi si formano per gemmazione dalle membrane del complesso di Golgi. I lisosomi racchiudono una cinquantina
di diversi enzimi che possono degradare proteine, acidi nucleici, polisaccaridi e lipidi.
Apparato di Golgi
L'apparato di Golgi è un complesso sistema membranoso costituito da diverse sacche o vescicole piatte e interconnesse. Queste sacche sono
chiamate cisterne del Golgi e sono separate tra loro da cavità o spazi cisternali. L'apparato di Golgi è costituito da 3 aree:
- la rete cis-Golgi: l'area di ingresso dell'apparato di Golgi che riceve le vescicole di trasporto derivanti dal reticolo endoplasmatico;
- il Golgi mediale: l'area in cui vengono modificate le proteine e i lipidi.
- il trans-Golgi: la regione di uscita dell'apparato di Golgi che smista le proteine e i lipidi modificati in vescicole per il trasporto
verso le loro destinazioni finali.
L'apparato di Golgi è responsabile della modifica delle proteine e dei lipidi, si occupa dello smistamento delle proteine in vescicole
per il trasporto verso le loro destinazioni finali e svolge un ruolo cruciale nella secrezione di proteine e lipidi dalla cellula.
