Espressioni molecolari Biologia cellulare: Struttura cellulare animale

Le cellule animali sono tipiche della cellula eucariotica, racchiuse da una membrana plasmatica e contenenti un nucleo e organelli legati alla membrana. A differenza delle cellule eucariotiche di piante e funghi, le cellule animali non hanno una parete cellulare. Questa caratteristica è stata persa nel lontano passato dagli organismi unicellulari che hanno dato origine al regno Animalia., La maggior parte delle cellule, sia animali che vegetali, hanno dimensioni comprese tra 1 e 100 micrometri e sono quindi visibili solo con l’ausilio di un microscopio.

La mancanza di una parete cellulare rigida ha permesso agli animali di sviluppare una maggiore diversità di tipi cellulari, tessuti e organi. Cellule specializzate che formavano nervi e muscoli-tessuti impossibili da evolvere per le piante-davano mobilità a questi organismi., La capacità di muoversi con l’uso di tessuti muscolari specializzati è un segno distintivo del mondo animale, anche se alcuni animali, principalmente spugne, non possiedono tessuti differenziati. In particolare, i protozoi locomote, ma è solo attraverso mezzi non muscolari, in effetti, usando ciglia, flagelli e pseudopodi.

Il regno animale è unico tra gli organismi eucariotici perché la maggior parte dei tessuti animali sono legati insieme in una matrice extracellulare da una tripla elica di proteina nota come collagene. Le cellule vegetali e fungine sono legate insieme in tessuti o aggregazioni da altre molecole, come la pectina., Il fatto che nessun altro organismo utilizzi il collagene in questo modo è una delle indicazioni che tutti gli animali sono nati da un antenato unicellulare comune. Ossa, gusci, spicole e altre strutture indurite si formano quando la matrice extracellulare contenente collagene tra le cellule animali diventa calcificata.

Gli animali sono un gruppo di organismi ampio e incredibilmente diversificato. Costituendo circa tre quarti delle specie sulla Terra, corrono la gamma da coralli e meduse a formiche, balene, elefanti, e, naturalmente, gli esseri umani., Essere mobili ha dato agli animali, che sono in grado di percepire e rispondere al loro ambiente, la flessibilità di adottare molte diverse modalità di alimentazione, difesa e riproduzione. A differenza delle piante, tuttavia, gli animali non sono in grado di produrre il proprio cibo e, quindi, sono sempre direttamente o indirettamente dipendenti dalla vita vegetale.

La maggior parte delle cellule animali sono diploidi, il che significa che i loro cromosomi esistono in coppie omologhe. Diverse ploidie cromosomiche sono anche, tuttavia, noti per verificarsi occasionalmente. La proliferazione delle cellule animali avviene in vari modi., Nei casi di riproduzione sessuale, il processo cellulare di meiosi è prima necessario in modo che le cellule figlie aploidi, o gameti, possono essere prodotte. Due cellule aploidi poi si fondono per formare uno zigote diploide, che si sviluppa in un nuovo organismo come le sue cellule si dividono e si moltiplicano.

Le prime testimonianze fossili di animali risalgono al periodo Vendian (650-544 milioni di anni fa), con creature di tipo celenterato che lasciavano tracce dei loro corpi molli in sedimenti di acque poco profonde., La prima estinzione di massa terminò quel periodo, ma durante il periodo cambriano che seguì, un’esplosione di nuove forme iniziò la radiazione evolutiva che produsse la maggior parte dei principali gruppi, o phyla, conosciuti oggi. I vertebrati (animali con ossa dorsali) non sono noti per essersi verificati fino al primo periodo ordoviciano (da 505 a 438 milioni di anni fa).

Le cellule furono scoperte nel 1665 dallo scienziato britannico Robert Hooke che le osservò per primo nel suo microscopio ottico del XVII secolo grezzo (secondo gli standard odierni)., Infatti, Hooke coniò il termine “cella”, in un contesto biologico, quando descrisse la struttura microscopica del sughero come una piccola stanza spoglia o una cella di un monaco. Illustrato in Figura 2 sono una coppia di cellule della pelle di cervo fibroblasti che sono stati etichettati con sonde fluorescenti e fotografati al microscopio per rivelare la loro struttura interna. I nuclei sono colorati con una sonda rossa, mentre l’apparato di Golgi e la rete di actina del microfilamento sono colorati rispettivamente di verde e blu., Il microscopio è stato uno strumento fondamentale nel campo della biologia cellulare ed è spesso utilizzato per osservare le cellule viventi in coltura. Utilizzare i link qui sotto per ottenere informazioni più dettagliate sui vari componenti che si trovano nelle cellule animali.

• Centrioli – I centrioli sono organelli auto-replicanti costituiti da nove fasci di microtubuli e si trovano solo nelle cellule animali. Sembrano aiutare nell’organizzazione della divisione cellulare, ma non sono essenziali per il processo.,

• Ciglia e flagelli – Per gli eucarioti unicellulari, ciglia e flagelli sono essenziali per la locomozione dei singoli organismi. Negli organismi multicellulari, la funzione delle ciglia per spostare il fluido o i materiali oltre una cellula immobile e spostare una cellula o un gruppo di cellule.

• Reticolo endoplasmatico-Il reticolo endoplasmatico è una rete di sacche che produce, elabora e trasporta composti chimici per l’uso all’interno e all’esterno della cellula. È collegato all’involucro nucleare a doppio strato, fornendo una conduttura tra il nucleo e il citoplasma.,

• Endosomi e endocitosi – Gli endosomi sono vescicole legate alla membrana, formate attraverso una complessa famiglia di processi noti collettivamente come endocitosi e presenti nel citoplasma di praticamente ogni cellula animale. Il meccanismo di base dell’endocitosi è il contrario di ciò che si verifica durante l’esocitosi o la secrezione cellulare. Comporta l’invaginazione (ripiegamento verso l’interno) della membrana plasmatica di una cellula per circondare macromolecole o altra materia che si diffonde attraverso il fluido extracellulare.,

• Apparato Golgi-L’apparato Golgi è il reparto di distribuzione e spedizione dei prodotti chimici della cellula. Modifica proteine e grassi costruiti nel reticolo endoplasmatico e li prepara per l’esportazione verso l’esterno della cellula.

• Filamenti intermedi-I filamenti intermedi sono una classe molto ampia di proteine fibrose che svolgono un ruolo importante sia come elementi strutturali che funzionali del citoscheletro. Di dimensioni variabili da 8 a 12 nanometri, i filamenti intermedi funzionano come elementi portanti la tensione per aiutare a mantenere la forma e la rigidità delle cellule.,

• Lisosomi-La funzione principale di questi microcorpi è la digestione. I lisosomi scompongono i prodotti di scarto cellulari e i detriti dall’esterno della cellula in composti semplici, che vengono trasferiti nel citoplasma come nuovi materiali da costruzione cellulare.

• Microfilamenti-I microfilamenti sono barre solide fatte di proteine globulari chiamate actina. Questi filamenti sono principalmente strutturali in funzione e sono una componente importante del citoscheletro.,

• Microtubuli-Questi cilindri dritti e cavi si trovano in tutto il citoplasma di tutte le cellule eucariotiche (i procarioti non li hanno) e svolgono una varietà di funzioni, che vanno dal trasporto al supporto strutturale.

• Mitocondri-I mitocondri sono organelli a forma oblunga che si trovano nel citoplasma di ogni cellula eucariotica. Nella cellula animale, sono i principali generatori di energia, convertendo ossigeno e sostanze nutritive in energia.,

• Nucleo-Il nucleo è un organello altamente specializzato che funge da centro di elaborazione delle informazioni e amministrativo della cellula. Questo organello ha due funzioni principali: memorizza il materiale ereditario della cellula, o DNA, e coordina le attività della cellula, che includono la crescita, il metabolismo intermedio, la sintesi proteica e la riproduzione (divisione cellulare).

• I perossisomi – I microcorpi sono un gruppo eterogeneo di organelli che si trovano nel citoplasma, approssimativamente sferici e legati da una singola membrana., Esistono diversi tipi di microcorpi ma i perossisomi sono i più comuni.

• Membrana plasmatica-Tutte le cellule viventi hanno una membrana plasmatica che racchiude il loro contenuto. Nei procarioti, la membrana è lo strato interno di protezione circondato da una parete cellulare rigida. Le cellule animali eucariotiche hanno solo la membrana per contenere e proteggere il loro contenuto. Queste membrane regolano anche il passaggio delle molecole dentro e fuori le cellule.

• Ribosomi-Tutte le cellule viventi contengono ribosomi, minuscoli organelli composti da circa il 60% di RNA e il 40% di proteine., Negli eucarioti, i ribosomi sono costituiti da quattro filamenti di RNA. Nei procarioti, sono costituiti da tre filamenti di RNA.

Inoltre il microscopio ottico ed elettronico, gli scienziati sono in grado di utilizzare una serie di altre tecniche per sondare i misteri della cellula animale. Le cellule possono essere smontate con metodi chimici e i loro singoli organelli e macromolecole isolati per lo studio. Il processo di frazionamento cellulare consente allo scienziato di preparare componenti specifici, i mitocondri per esempio, in grandi quantità per indagini sulla loro composizione e funzioni., Utilizzando questo approccio, i biologi cellulari sono stati in grado di assegnare varie funzioni a posizioni specifiche all’interno della cellula. Tuttavia, l’era delle proteine fluorescenti ha portato la microscopia all’avanguardia della biologia consentendo agli scienziati di indirizzare le cellule viventi con sonde altamente localizzate per studi che non interferiscono con il delicato equilibrio dei processi vitali.