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

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

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 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.

Le cellule procarioti sono molto più piccole di quelle eucariotiche (eucariotiche e eucariote sono sinonimi, non tutti lo sanno); non possiedono un nucleo definito, non possiedono compartimenti interni delimitati da membrana, non hanno citoscheletro, non contengono al loro interno organuli.

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

Le dimensioni della cellula procariote sono di circa 0.25/4 um.

Componenti della cellula procariote

Partendo dall’esterno individuiamo come prima cosa una capsula, che è uno strato mucoso 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 e 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.

Quindi, dall’esterno:

  • Capsula
  • Parete cellulare

Segue poi la membrana cellulare semipermeabile, composta, proprio come negli eucarioti, da un bilayer 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.

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, RNA ribosomiale. Abbiamo 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 base 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 scritto una dispensa 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, i flagelli.

Nello specifico, questi sono definiti fimbrie se sono corti e pili se sono lunghi; sono costituiti da proteine in grado di contrarsi e hanno l’aspetto di un cavatappi e ruotano sul proprio asse come un’elica. I pili sessuali (o pili coniugativi) sono usati anche per la coniugazione, un meccanismo che permette lo scambio di materiale genetico tra cellule diverse.

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.

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.

A presto,

Pro-Med Family

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