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La dualità delle cellule: qual è la differenza tra cellule eucariotiche e procariotiche?
Le cellule sono le unità strutturali e funzionali di base di tutte le forme di vita. Ogni cellula è costituita da citoplasma circondato da una membrana; molte cellule contengono anche organelli con funzioni specializzate. Dal latino "cellula", cellula significa "piccola stanza". Infatti, la maggior parte delle cellule può essere osservata solo attraverso un microscopio.
Tutte le cellule hanno la capacità di replicarsi, sintetizzare proteine e muoversi.
Le cellule sono comparse sulla Terra circa quattro miliardi di anni fa e, in base alla loro struttura e funzione, possono essere suddivise in due categorie: cellule eucariotiche e cellule procariotiche. Le cellule eucariotiche hanno un nucleo, mentre le cellule procariotiche ne sono prive e hanno invece un compartimento chiamato ribosomiale. Le cellule procariotiche sono principalmente organismi unicellulari, come i batteri, mentre le cellule eucariotiche possono essere sia organismi unicellulari, come l'ameba, sia organismi multicellulari, come alcune alghe, piante, animali e funghi.
Cellule procariotiche
I procarioti includono batteri e archea, che rappresentano uno dei tre domini della vita. I procarioti sono le prime forme di vita e sono noti per i loro importanti processi biologici, come la segnalazione cellulare. Le cellule procariotiche hanno una struttura semplice e sono piccole; sono prive di nucleo e di altri organelli racchiusi da membrana. Il loro DNA è costituito da un singolo cromosoma circolare che è a diretto contatto con il citoplasma e la cui regione nucleare è chiamata ribosoma. La maggior parte dei procarioti ha un diametro compreso tra 0,5 e 2,0 micrometri.
Le cellule procariotiche solitamente hanno una parete cellulare che circonda la membrana cellulare, che conferisce rigidità alla cellula e separa l'interno della cellula dall'ambiente esterno.
Alcune cellule procariotiche presentano sulla loro superficie esterna strutture come flagelli e ciglia, che possono favorire il movimento cellulare e la comunicazione tra le cellule.
Cellule eucariotiche
Gli eucarioti includono piante, animali, funghi, amebe e alghe. Queste cellule hanno un diametro circa quindici volte superiore a quello di una tipica cellula procariotica e possono avere un volume anche mille volte maggiore. La caratteristica principale delle cellule eucariotiche è la compartimentazione, cioè la presenza di organelli racchiusi da membrana all'interno dei quali vengono svolte diverse funzioni. L'organello più importante è il nucleo, che contiene il DNA della cellula e la distingue dalle cellule procariotiche.
Il DNA delle cellule eucariotiche è organizzato in una o più molecole lineari (cromosomi) e tutto il DNA cromosomico è immagazzinato nel nucleo della cellula.
Molte cellule eucariotiche hanno ciglia o flagelli mobili e la struttura dei flagelli eucariotici è più complessa di quella delle cellule procariotiche.
Componenti subcellulari di una cellula
Tutte le cellule, siano esse procariotiche o eucariotiche, hanno una membrana che circonda la cellula, regola l'entrata e l'uscita delle sostanze e mantiene il potenziale elettrico della cellula. Il citoplasma all'interno della cellula occupa la maggior parte del volume cellulare e contiene DNA e RNA. Il DNA è il materiale genetico dei geni, mentre l'RNA trasporta le informazioni per sintetizzare varie proteine, come gli enzimi. I componenti principali di queste cellule e le loro funzioni includono:
Membrana cellulare
La membrana cellulare è una membrana biologica selettivamente permeabile che circonda il citoplasma, composta da un doppio strato fosfolipidico, che consente alla membrana cellulare di proteggere e distinguere la cellula dall'ambiente esterno.
Citoscheletro
Il citoscheletro aiuta a organizzare e mantenere la forma della cellula, mantiene in posizione gli organelli interni e svolge un ruolo importante nell'aiutare le cellule a crescere e muoversi.
Materiale genetico
I due tipi di materiale genetico presenti nelle cellule sono il DNA e l'RNA. Tra questi, il DNA è responsabile dell'immagazzinamento delle informazioni a lungo termine, mentre l'RNA è utilizzato principalmente per la trasmissione delle informazioni e per funzioni catalitiche.
Funzioni cellulari
In che modo i processi di replicazione e crescita delle cellule differiscono nei procarioti e negli eucarioti? Le cellule procariotiche solitamente si replicano attraverso il processo di fissione binaria, mentre le cellule eucariotiche si dividono attraverso il processo di mitosi. Negli organismi multicellulari questo processo è fondamentale per la crescita dei tessuti.
Preservare l'integrità del DNA all'interno delle cellule è fondamentale per prevenire la morte cellulare o le mutazioni dovute a danni.
In sintesi, esistono differenze strutturali significative tra le cellule eucariotiche e quelle procariotiche, che influiscono sulle loro funzioni e sulla loro adattabilità. Ciò ci porta a chiederci, nella nostra vita quotidiana, quale profondo impatto hanno le caratteristiche di queste cellule sulla nostra salute e sull'ambiente?
