Il termine "cellula" fu introdotto per la prima volta nel 1665 da Robert Hooke per descrivere le piccole cavità evidenziate osservando una sezione di sughero con un primo semplice microscopio (di sua invenzione), da allora la struttura della cellula è stata studiata in dettaglio e oggi è universalmente riconosciuta una teoria unificante sulla natura degli organismi viventi, nota come teoria cellulare, formulata originariamente da Schleiden, Schwann e Virchow intorno alla metà del XIX secolo.
Una cellula può essere definita come un elemento di piccole dimensioni, delimitato da una "
membrana, pieno di una soluzione concentrata di sostanze chimiche in acqua e dotato
della i capacità di produrre copie di sé stesso, crescendo e dividendosi in due.
La teoria cellulare può essere riassunta nei seguenti punti:
tutti gli organismi viventi sono composti da cellule, unità elementari dotate di
proprietà comuni;
- la cellula è l'unità morfologica e fisiologica fondamentale nella struttura degli
organismi viventi, dei quali possiede tutte le proprietà caratteristiche. Negli
organismi viventi molte funzioni complesse sono rese possibili dall'esistenza di
una continua cooperazione tra le diverse cellule;
• ogni cellula deriva da un'altra cellula preesistente;
• nelle cellule l'informazione genetica risiede nel DNA e viene trasmessa dalle
cellule parentali alle cellule figlie durante la divisione cellulare.
Ogni cellula è circondata da una membrana cellulare (detta anche membrana plasmatica o plasmalemma) che definisce un ambiente interno e lo separa dall'esterno; la membrana cellulare regola l'ingresso e l'uscita dei materiali. All'interno si trova il citoplasma, una soluzione acquosa in cui sono immersi i costituenti cellulari con cui si svolge buona parte delle funzioni cellulari. Nelle cellule più evolute queste funzioni sono svolte da strutture specializzate, gli organelli (o organuli) citoplasmatici, e il DNA è separato dal citoplasma e racchiuso in un nucleo ben definito. In base alla presenza o meno di un nucleo vero e proprio, le cellule vengono divise in due gruppi: cellule procariotiche e cellule eucariotiche. Il termine citoplasma indica tutto ciò che si trova all'interno della membrana cellulare, a parte il nucleo. In alcuni testi è utilizzato anche il termine citosol, dove questo indica la soluzione acquosa che riempie la cellula, quindi il citoplasma privo di tutti gli organelli.
Le cellule eucariotiche, più complesse e più grandi di quelle procariotiche, hanno diametro compreso fra 5 e 20 µm. Nel citoplasma sono presenti diversi organelli aventi struttura e funzioni specifiche che consentono lo svolgimento delle varie attività cellulari in compartimenti distinti. Il materiale genetico è formato da diversi cromosomi, racchiusi in un nucleo ben definito. Ogni cromosoma è costituito da una molecola di DNA lineare, associata a specifiche proteine. Gli organismi eucarioti possono essere unicellulari (protisti) o pluricellulari (piante, funghi e animali).
Le cellule che formano gli esseri viventi sono incredibilmente diversificate sia
dal punto di vista strutturale sia da quello fisiologico; allo stesso tempo, sono
dotate di alcuni importanti aspetti comuni.
Fra le differenze si noti che:
• le dimensioni variano dai pochi micrometri dei batteri al millimetro dell'uovo
di rana (un'unica cellula);
• alcune cellule hanno possibilità di movimento tramite flagelli oppure con movimenti
ameboidi, molte sono invece immobili;
• a volte è presente un rivestimento esternamente alla membrana, che può avere struttura
e composizione chimica ampiamente variabile;
• alcune cellule utilizzano l'ossigeno atmosferico, altre ne sono avvelenate;
• alcune cellule sono in grado di produrre composti particolari, come ormoni, amido,
grasso, pigmenti o gomma.
Fra gli aspetti comuni si noti che:
• la composizione chimica delle cellule si basa sulle stesse quattro classi di composti
organici: proteine, carboidrati, acidi nucleici e lipidi;
• le reazioni chimiche che permettono di ricavare energia per le cellule sono sostanzialmente
comuni; tutte le cellule svolgono la glicolisi e l'ATP rappresenta
sempre il principale composto attraverso il quale la cellula può "mettere da parte"
energia, oppure renderla rapidamente disponibile;
• in tutte le cellule l'informazione genetica risiede nel DNA, che ha la
stessa struttura chimica in tutti i viventi e viene tradotto secondo lo stesso codice
e gli stessi meccanismi. In un organismo molto complesso come l'uomo è presente
un enorme numero e varietà di cellule: si pensi per esempio alle cellule della pelle
che, appiattite e sovrapposte, formano uno strato protettivo; alle cellule
del sangue, che permettono il trasporto dell'ossigeno e la difesa dell'organismo
contro gli agenti patogeni; a quelle muscolari, che consentono il movimento; alle
cellule nervose che veicolano la trasmissione di impulsi e di informazioni da una
parte all'altra del corpo.
index