i foraminiferi

venerdì 16 agosto 2019

La natura è conservatrice: secondo post


Nel post” la natura conservatrice oltre che riciclona ho fatto notare che le molecole fondamentali della vita come gli acidi nucleici e le proteine sono rimaste presso che invariate fin dalle origini della vita stessa e sono le stesse in tutti gli organismi passati e presenti.  
Ma ci sono anche strutture comuni a tutti gli esseri viventi!!!
 Tutti gli organismi sono costituiti da cellule: molti  (Batteri, microalghe) da una sola cellula procariotica (cioè priva di nucleo), altri (protisti) da una sola cellula eucariotica (il cui DNA è racchiuso in un nucleo), altri (animali, piante e funghi) da molte cellule eucariotiche.
Tutte le cellule sono delimitate da una membrana cellulare (plasma membrana o plasmalemma).

Si tratta di  un sottile rivestimento ( 5-10 nm) che separa e  protegge le cellule dall’ambiente esterno, come le mura di una città fortificata. 
Tale membrana ha la stessa struttura e le stesse sorprendenti proprietà in tutte le cellule di tutti gli organismi.   
E’ composta in prevalenza da un doppio strato di fosfolipidi, molecole contenenti regioni idrofobiche (rivolte verso l'interno della membrana) ed idrofile (rivolte verso l'esterno).   Questo  doppio strato che, al microscopio elettronico appare come continuo,  impedisce la fuoriuscita di materiale cellulare e l’immissione di materiale acquoso dall’esterno.



               
 La membrana cellulare al microscopio elettronico appare come due strati continui scuri separati da uno spazio chiaro. In questa immagine si vedono le membrane adiacenti di due cellule diverse

Ma le cellule non sono compartimenti stagni!!! 

Le cellule devono continuamente ricevere  materiale dall’esterno ed espellere rifiuti e molecole da loro prodotte. Molte di queste sostanze sono idrosolubili e non possono attraversare uno strato lipidico continuo!!!
     Eppure nella membrana non ci sono aperture. 
Ci sono però numerose molecole proteiche e glicoproteiche (oltre al colesterolo e a diversi glicolipidi) inserite all'interno della struttura lipidica della membrana. Tali macromolecole possono agire come canali o pompe che trasportano le molecole all'interno o all'esterno della cellula. Interessante il fatto che possono spostarsi liberamente all'interno della membrana stessa (motivo per il quale la sua struttura è definita a mosaico fluido) in modo che gli scambi possano avvenire di volta in volta volta nella regione cellulare più adatta.
Sulla superficie della membrana poi sono presenti numerosi recettori, proteine, spesso unite a carboidrati, che permettono alla cellula di captare e riconoscere i segnali che vengono dall’esterno. Tali segnali,  attraverso i “canali” ,vengono trasmessi ai recettori interni che attivano prontamente le risposte adeguate (vedi post come lavorano le nostre cellule).




 Schema della struttura delle membrana plasmatica secondo il modello a mosaico fluido




Quindi la membrana cellulare è una barriera-filtro capace di permettere ad una sostanza di passare liberamente, di passare in una determinata quantità o di non passare affatto secondo le esigenze della cellula momento per momento!



Ma c’è di più:

 attraverso un meccanismo di “rottura e fusione” la membrana cellulare può far uscire od entrare nella cellula anche grandi molecole o particelle di una certa dimensione, racchiuse in vescicole membranose, senza che ci sia mai interruzione della membrana stessa (tutte le membrane della cellula anche quelle che delimitano gli organuli interni hanno la stessa struttura). Si parla allora di esocitosi (se il materiale va verso l’esterno) e di endocitosi se muove verso l’interno. Quando si tratta di corpuscoli solidi, perfino di altre cellule, si parla di fagocitosi
Con questo stesso meccanismo la membrana può aumentare la sua lunghezza adeguandosi ad esempio ad aumento di dimensioni della cellula o alla sua duplicazione.




                                       
                                         Schema di esocitosi


 La membrana cellulare, insomma, e’ un vero capolavoro della natura che forse, proprio per questo, la utilizza identica da miliardi di anni. 

4 commenti:

  1. Ben scritto e chiaro

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    1. Grazie mille. Queste cose si studiano a scuola ma spesso non si pensa alla loro perfetta funzionalità.

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  2. wow! altro che materiali inteligenti!

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  3. E' proprio la capacità delle membrane cellulari di inglobare materiale con il meccanismo di rottura e fusione che viene sfruttata nel vaccino anticovid Pfizer. Infatti l'RNA messaggero che codifica per la proteina virale è contenuto in "liposomi" cioè piccole vescicole la cui parete mima la membrana cellulare e quindi può fondersi con questa e riversare nel citoplasma il suo contenuto

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