La cellula procariotica: cos’è, cosa ha al suo interno e in cosa si differenzia rispetto alla cellula eucariotica

Ciao! Benvenuta/o in questa nuova dispensa Pro-Med.
Oggi parliamo di cellula procariotica, seguimi.

Ecco la tabella dei contenuti della dispensa:

1) Il dominio dei procarioti
2) Struttura della cellula procariotica
3) Differenze con la cellula eucariotica
4) Approfondimento: Cos’è un’endospora?
5) Vocabolario della dispesa e concetti principali


1) Il dominio dei procarioti

Premessa: a volte in questa dispensa userò procarioti e batteri come sinonimi, in quanto i batteri sono le cellule procariotiche più comuni.
Nonostante questo, quello dei procarioti è un dominio, che al suo interno ha due regni:

  • Archea, che “contiene” gli archeobatteri;
  • Bacteria, che “contiene” i batteri.

Non sai cosa vuol dire dominio e regno?

Ecco come la tassonomia classifica gli esseri viventi:

  • domini;
  • regni;
  • phylum;
  • classi;
  • ordini;
  • famiglie;
  • specie.

Due parole ulteriori, per farti capire ancora meglio il concetto.
Vi sono solo due domini: quello procariote a quella eucariote; all’interno del dominio procariote individuiamo, come abbiamo visto prima, i regni dei batteri e degli archea, mentre all’interno del dominio eucariote individuiamo il regno animale, vegetale, quello dei funghi, quello dei protisti e quello dei cromisti.

Ora, entriamo nel merito dei procarioti.

2) Struttura della cellula procariotica

Le dimensioni della cellula procariotica sono di circa 0.25/4 um.
Le cellule procariotiche, quindi, sono molto più piccole di quelle eucariotiche.

Partendo dall’esterno individuiamo come prima cosa una capsula, che è un rivestimento composto da polisaccaridi; essa ha diverse funzioni:

  • protegge i batteri procarioti che infettano gli animali dall’attacco del sistema immunitario di questi ultimi;
  • favorisce l’adesione ad altre cellule o ad un substrato;
  • previene l’essiccamento della cellula.

Vi è poi la parete cellulare, costituita da, parola difficile in arrivo,  peptidoglicano (un polimero di zuccheri e proteine, anche detto mureina).

A cosa serve la parete cellulare?

A dare sostegno alla cellula, determinandone anche la forma.

A seconda della costituzione della parete, che viene evidenziata con la colorazione di Gram, distinguiamo:

  • Batteri Gram+: sono muniti di una parete cellulare molto spessa e ricca in peptidoglicano (90%); risultano viola nella colorazione di Gram. Sono meno dannosi (streptococchi, stafilococchi, pneumococchi). La penicillina (antibiotico) risulta efficace contro i gram+ perché rende più fragili le pareti e porta alla lisi della cellula;
  • Batteri Gram-: hanno parete cellulare più sottile. Contengono solo il 15/20% di peptidoglicani e risultano rosa/rossi dopo la colorazione di Gram. Sono più rari ma più dannosi.

Se ti interessasse l’argomento Gram+ e Gram- abbiamo scritto una dispensa molto completa, puoi leggerla cliccando qui.

 Qui trovi invece un breve video sulla differenza tra GRAM + e GRAM –

Quindi, ricapitolando, dall’esterno troviamo:

  • Capsula
  • Parete cellulare

Segue poi la membrana cellulare semipermeabile, composta, proprio come negli eucarioti, da un bilayer (doppio strato) fosfolipidico. All’interno della membrana vi è il citoplasma, composto da citosol liquido e da particelle insolubili sospese; una particolare zona del citoplasma, il nucleoide, contiene il DNA, sotto forma di un’unica molecola circolare, alla quale sono associate delle proteine. (ricorda che le cellule procariotiche non hanno il nucleo, quindi il nucleoide è semplicemente una zona, quella dove si trova il materiale genetico).

Attenzione!

Non confondere nucleolo e nucleoide. Il nucleolo è una zona del nucleo eucariotico, molto densa, che ha come principale funzione la sintesi di rRNA, ovvero RNA ribosomiale.
Abbiamo anche scritto una dispensa sul nucleo, clicca qui per leggerla.

La molecola di DNA contenuta nel nucleoide procariotico è costituita da un numero di coppie di basi che varia da 3 a 5 milioni.

Nel citoplasma procariotico sono presenti ribosomi liberi, dal diametro di 25 nanometri, in cui ha luogo la sintesi proteica.

Una domanda che spesso ci viene fatta dai nostri corsisti è: in cosa differiscono i ribosomi eucariotici da quelli procariotici? Ecco la risposta: dalle dimensioni!

Un ribosoma procariotico (o batterico, che dir si voglia) ha un coefficiente di sedimentazione di 70S.
E ora che diavolo è un coefficiente di sedimentazione?
Non ti importa saperlo, sappi solo che più è alto più è grande la molecola.

Il ribosoma procariotico è composto da 2 subunità:

  • Una subunità grande, 50S, composta da proteine e RNA;
  • Una subunità piccola, 30S, composta anche questa da proteine e RNA.

Sì, 50+30 nel linguaggio dei coefficienti di sedimentazione non fa 80 se è questo che ti stai chiedendo.

Un ribosoma eucariotico invece ha un coefficiente di sedimentazione di 80S, più grande del cugino procariotico. In particolare, un ribosoma eucariotico è composto da 2 subunità:

  • Una subunità grande, 60S, composta da proteine e RNA;
  • Una subunità piccola, 40S, composta da proteine e RNA.

Sì, 60+40 nel linguaggio dei coefficienti di sedimentazione fa 80 e non 100.

All’interno dei ribosomi avviene la traduzione o la sintesi proteica.
Se vuoi, abbiamo preparato una bellissima dispensa anche su questo argomento, clicca qui per leggerla.

Ritornando ai nostri bei procarioti, alcuni di questi sono dotati anche di particolari membrane, capaci di svolgere la fotosintesi, altri si muovono grazie ad appendici motorie lunghe e sottili, i flagelli.

Possiamo poi avere appendici motorie più corte, chiamate fimbrie e pili (la differenza tra questi due termini è molto sottile, spesso i pili si riferiscono più a pili sessuali coinvolti nella coniugazione,  quel processo che permette lo scambio di materiale genetico tra cellule diverse).
Sono costituiti da proteine in grado di contrarsi e hanno l’aspetto di un cavatappi e ruotano sul proprio asse come un’elica.

I procarioti, soprattutto i Gram+, presentano delle invaginazioni nella membrana, che sono i mesosomi; essi servono per intervenire nella divisione cellulare (in quanto tengono legato il cromosoma batterico facilitando la separazione dei due filamenti di DNA), contengono molti enzimi respiratori e fotosintetici ed enzimi che intervengono nella sintesi dei componenti della parete e sono importanti per la formazione delle endospore.

3) Differenze con la cellula eucariotica

Le cellule procariotiche non  possiedono un nucleo definito, non possiedono compartimenti interni delimitati da membrana, non hanno citoscheletro, non contengono al loro interno organuli.

In poche parole non hanno una “compartimentalizzazione interna”e una suddivisione degli incarichi e delle strutture, tipica invece degli eucarioti.

In comune con la cellula eucariotica vi è il fatto di avere una membrana, di contenere citoplasma, di avere del DNA e di avere dei ribosomi.

Ecco un’ immagine che vi può chiarire la differenza tra le due cellule:

 

 

4) Approfondimento: cos’è un’endospora?

Una struttura che viene formata dai batteri in situazioni avverse, in condizioni ambientali sfavorevoli. Sono incredibilmente resistenti e possono restare quiescenti anche per anni. Una cosa importante da ricordare è che un batterio forma una sola endospora e da un’endospora si formerà un solo batterio, cioè quello che l’ha creata.

Una volta che ci saranno condizioni ambientali favorevoli allora l’endospora quiescente si riattiverà gradualmente.

Ecco un piccolo approfondimento:

Video formazione spore batteriche.

5) Vocabolario della dispensa e concetti principali

dominio: termine usato per la classificazione dei viventi.

cellula procariotica: cellula con un’organizzazione semplice e sprovvista di nucleo.

cellula eucariotica: cellula con una compartimentalizzazione interna e provvista di nucleo.

capsula: rivestimento esterno alla parete cellulare.

parete cellulare: rivestimento esterno alla membrana cellulare.

peptidoglicano: polimero di zuccheri e proteine, anche chiamato “mureina”.

nucleoide: zona dove si trova il materiale genetico.

ribosomi: organuli adibiti alla sintesi proteica.

flagelli: appendici motorie.

pili: appendici motorie lunghe.

fimbrie: appendici motorie corte.

coniugazione: meccanismo che permette lo scambio di materiale genetico tra batteri, che viene applicato grazie ai pili sessuali.

mesosomi: invaginazioni nella membrana.

spore batteriche: struttura che un batterio può formare in presenza di condizioni avverse.

 

Dispensa in 10 righe

La cellula procariotica è molto piccola. La sua caratteristica principale è non avere un nucleo: il materiale genetico, infatti, si trova in una zona chiamata nuclide, che però non ha membrana e non è considerata un organulo. La cellula procariotica non ha una precisa organizzazione interna, come quelle eucariotiche che hanno un sistema di organuli altamente specializzato.
I principali termini da ricordare per quanto riguarda la struttura della cellula procariotica sono: capsula, parete cellulare, membrana cellulare, nucleoide, ribosomi, flagelli, pili.
I batteri infine possono produrre delle spore, in condizioni ambientali ostili.

Spero di averti aiutato!

Pro-Med è una famiglia formata da studenti che aiutano altri studenti,.
Per questo crediamo fortemente nell’efficacia dei materiali che produciamo, perché abbiamo indossato i vostri panni prima di voi e, ora, cerchiamo di dare il massimo affinché per voi siano più comodi possibile!

Alla prossima,

Pro-Med Family

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