Cellula procariota
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[modifica] La membrana
Innanzi tutto la cellula ha bisogno di qualcosa che la definisca, che distingua ciò che sta dentro da ciò che sta fuori: una superficie di confine, una barriera quindi. Però la cellula è un essere vivente, ha bisogno di nutrirsi, respirare (quindi introdurre sostanze), ed espellere sostanze indesiderate; inoltre cresce e si modifica, quindi questa barriera deve potersi modificare con facilità secondo le sue esigenze.
Per costruire una membrana con queste caratteristiche, l'evoluzione ha scelto un particolare tipo di molecole organiche, i fosfolipidi. Questi sono dei lipidi formati da una molecola di glicerolo legata a due acidi grassi e un gruppo fosfato. In questo modo queste molecole hanno due code formate da carbonio e idrogeno, quindi fortemente lipofile (attratte dai grassi, quindi anche dalle code degli altri fosfolipidi) e idrofobe, e una "testa" costituita dal gruppo fosfato, elettricamente carica, quindi fortemente idrofila (che tende a stare a contatto con l'acqua). Le cellule sono costituite principalmente da un ambiente acquoso, quindi queste molecole cercano di orientare le loro teste verso questo ambiente acquoso, e le code invece più lontano possibile: il modo più semplice è quello di raggrupparsi in due strati uno di fronte all'altro, con le teste verso l'esterno acquoso e le code verso l'interno, a contatto tra loro.
Questi due strati formano, appunto, la struttura principale della membrana. le molecole non sono unite da legami forti, ma da deboli forze elettrostatiche, così che si possono muovere facilmente le une rispetto alle altre, lungo la superficie della membrana.
[modifica] Trasporto
Una membrana formata solo da fosfolipidi, però, non riuscirebbe a svolgere tutte le funzioni necessarie: ad esempio non trasporta facilmente tutte le molecole che devono entrare e uscire dalla cellula.
La membrana è fatta da un doppio strato all'interno del quale ci stanno le code dei fosfolipidi, quindi un ambiente fortemente lipofilo: le molecole abbastanza lipofile riescono ad attraversarlo, ma non certo gli ioni (sono carichi, quindi molto idrofili e lipofobi) o le molecole molto grandi, che non riuscirebbero a farsi spazio tra i fosfolipidi. Inoltre, queste molecole che riescono ad attraversare la membrana di norma lo fanno solo per le normali leggi fische/chimiche, quindi in questo caso per diffusione (cioè da una soluzione più concentrata a una meno concentrata); mentre alle cellule spesso serve spostare una sostanza dalla soluzione meno concentrata a quella più concentrata.
Per svolgere queste funzioni aggiuntive la cellula si serve delle proteine di membrana: si tratta di proteine che rimangono legate alla membrana attraverso tratti di α-elica, lipofili, che interagiscono attraverso forze di Van Dar Waals con i fosfolipidi.
Molte di queste proteine servono appunto per il trasporto delle sostanze: alcune attraversano la membrana con quattro tratti di α-elica, formando così un canale che può essere attraversato dalle molecole, molto più facilmente che non passando attraverso i fosfolipidi. In questo caso il trasporto è passivo: viene semplicemente facilitato il passaggio per diffusione delle sostanze, senza fornire energia. Viene così risolto il problema del passaggio di molecole grosse o ioni, ma non quello di spostare molecole nella direzione opposta a quella di una normale diffusione.
Per quest'ultimo problema ci sono altre proteine, che effettuano un trasporto attivo: utilizzando energia, modificano la loro conformazione in modo da "spingere" le sostanze da una parte all'altra della membrana, anche contro quella che sarebbe la normale direzione di diffusione.
Cerchiamo di capire come questo avviene.
Un esempio di trasporto attivo può iniziare con una proteina, posta all'esterno della membrana, che si lega alla sostanza da trasportare (proteina di riconoscimento); questa proteina interagisce con la proteina di trasporto vera e propria comunicandole che c'è una molecola da trasportare; la proteina di trasporto prende energia consumando una molecola di ATP, e con questa energia modifica la sua conformazione in modo da trasportare la molecola da una parte all'altra della membrana.
In alcuni casi possono essere trasportate anche due molecole diverse allo stesso tempo, anche con lo scopo di mantenere costante la differenza di potenziale sulle due facce della membrana, o per sfruttare l'energia generata dal passaggio di una molecola per trasportare l'altra.
[modifica] Respirazione
[modifica] La parete
[modifica] Gram +
[modifica] Gram -
[modifica] Acidoresistenti
[modifica] Sostanze polimeriche extracellulari
[modifica] Strato S
[modifica] Capsula
[modifica] Slime
[modifica] Flagelli e Ciglia
I fagelli servono per il movimento della cellula e si presentano sotto forma di piccoli vermicelli (lo spermatozoo è ad esempio provvisto di flaggello per entrare nella cellula uovo). Le ciglia invece sono più corte rispetto ai flagelli e a differenza di questi ultimi sono delle appendici cellulari che si estendono dalla superficie di molte cellule eucariotiche. Le ciglia si originano, insieme ai flagelli, dal corpo basale. Un esempio di ciglia è presente, nel genere umano, nelle pareti interne della trachea: all'atto della respirazione le ciglia si muovono e trattengono i microbi e, in generale, le particelle in sospensione nell'aria.
